Acetyl CoA

Acetylkoenzym A , acetyl -koenzym A , zkráceně acetyl-CoA  , je důležitou metabolickou sloučeninou používanou v mnoha biochemických reakcích. Jeho hlavní funkcí je dodat atomy uhlíku s acetylovou skupinou do cyklu trikarboxylové kyseliny , aby mohly být oxidovány za uvolnění energie. Podle své chemické struktury je acetyl-CoA thioether mezi koenzymem A ( thiol ) a kyselinou octovou (nosič acylové skupiny). Acetyl-CoA se tvoří během druhého kroku buněčné respirace kyslíku , dekarboxylace pyruvátu , ke které dochází v mitochondriální matrix . Acetyl-CoA pak vstupuje do cyklu trikarboxylové kyseliny.

Acetyl-CoA je důležitou součástí biologické syntézy neurotransmiteru acetylcholinu . Cholin ve spojení s acetyl-CoA je katalyzován enzymem cholinacetyltransferázou za vzniku acetylcholinu a koenzymu A.

Funkce

Oxidační dekarboxylace reakcí pyruvátu a pyruvátformiátu lyázy

Kyslíková konverze pyruvátu na acetyl-CoA se nazývá oxidativní dekarboxylační reakce pyruvátu. Je katalyzován komplexem pyruvátdehydrogenázy . Jiné konverze mezi pyruvátem a acetyl-CoA jsou možné. Například pyruvátformiátové lyázy převádějí pyruvát na acetyl-CoA a kyselinu mravenčí .

Metabolismus mastných kyselin

V lidském těle jsou nasycené mastné kyseliny syntetizovány s párem atomů uhlíku (ve většině palmát a stearát); metabolickým zdrojem pro tuto syntézu je acetyl-CoA, který vzniká aerobní oxidací glukózy. Aktivita procesu biosyntézy mastných kyselin závisí na povaze stravy; jídlo, které obsahuje velké množství tuku, brzdí rychlost této syntézy.

Enzymatické reakce pro biosyntézu mastných kyselin z acetyl-Coa, na rozdíl od jejich oxidace, probíhají v cytoplazmě buněk; hlavním produktem této syntézy je kyselina palmitová .

Přímým dárcem dvouuhlíkových fragmentů, které buňka využívá k syntéze mastných kyselin s dlouhým řetězcem, je acetyl-CoA, vznikající při reakci oxidační dekarboxylace pyruvátu, který se vyskytuje v mitochondriální matrix. Protože vnitřní membrána mitochondrií je pro acetyl-CoA nepropustná, používá se speciální systém pro využití acetyl-CoA v procesu biosyntézy mastných kyselin, který transportuje mitochondriální acetyl-CoA do cytosolu. Proces se provádí následovně

1. Uvnitř mitochondrií acetyl-CoA interaguje s oxaloacetátem, přičemž vzniká kyselina citrónová (citrát), která je hlavním substrátem oxidativního citrátového cyklu, ale může částečně opustit mitochondrie a vstoupit do cytosolu pomocí speciálního transportního systému trikarboxylátů:

jeden)

2)

Stimulace uvolňování citrátu z mitochondrií do cytoplazmy je možná za podmínek, které přispívají k aktivaci anabolických procesů v těle, zejména při zvýšené výživě glukózou a dalšími cukry, jejichž glykolytická oxidace vytváří akumulaci citrátu a další metabolity TCA v mitochondriální matrix.

2. V cytosolovém prostoru dochází ke štěpení citrátu speciální lyázou za vzniku oxaloacetátu a cytosolového acetyl-CoA, který vstupuje do systému pro syntézu vyšších mastných kyselin:

U zvířat je acetyl-CoA základem rovnováhy mezi metabolismem sacharidů a metabolismem tuků . Obvykle acetyl-CoA z metabolismu mastných kyselin vstupuje do cyklu trikarboxylových kyselin a přispívá k zásobování buněk energií . V játrech, když jsou cirkulující mastné kyseliny vysoké, produkce acetyl-CoA z rozkladu tuku překračuje energetické požadavky buňky. Pro využití energie dostupné z přebytku acetyl-CoA se vytvářejí ketolátky, které pak mohou cirkulovat v krvi. Za určitých okolností to může vést k vysokým hladinám ketolátek v krvi, což je stav nazývaný ketóza , který se liší od ketoacidózy , nebezpečného stavu, který může postihnout diabetiky . V rostlinách dochází k syntéze nových mastných kyselin v plastidech . Mnoho rostlin ukládá ve svých semenech velké množství olejů, které podporují klíčení a časný růst sazenic, než přejdou z fotosyntézy do potravy. Mastné kyseliny jsou zabudovány do membránových lipidů, hlavní složky většiny membrán.

Jiné reakce

• Dvě molekuly acetyl-CoA mohou být spojeny za vzniku acetoacetyl-CoA, což bude první krok v biosyntéze HMG-CoA/cholesterolu před syntézou isoprenoidu. U zvířat je HMG-CoA životně důležitým prekurzorem pro syntézu cholesterolu a ketolátek.
• Acetyl-CoA je také zdrojem acetylové skupiny začleněné do určitých lysinových zbytků histonových a nehistonových proteinů v posttranslační modifikaci acetylace, což je reakce katalyzovaná acetyltransferázou.
• V rostlinách a zvířatech je cytosolový acetyl-CoA syntetizován ATP-citrátlyázou. Když je glukóza v krvi zvířat hojná, přeměňuje se prostřednictvím glykolýzy v cytosolu na pyruvát a poté na acetyl-CoA v mitochondriích. Nadbytek acetyl-CoA způsobuje produkci nadbytečných citrátů, které jsou transportovány do cytosolu za vzniku cytosolického acetyl-CoA.
• Acetyl-CoA může být karboxylován v cytosolu na acetyl-CoA karboxylázu, čímž vzniká malonyl-CoA, nezbytný pro syntézu flavonoidů a příbuzných polyketidů, pro prodloužení mastných kyselin (tvorba vosků), pro tvorbu kutikuly a oleje ze semen u členů rodu Cabbage, stejně jako pro malonaci proteinů a dalších fytochemikálií.
• V rostlinách zahrnují seskviterpeny , brassinosteroidy (hormony) a membránové styreny .

Viz také

• Cyklus trikarboxylové kyseliny
• biosyntéza cholesterolu

Literatura

• T. T. Berezov, B. F. Korovkin. Biologická chemie. - M. : Medicína, 1998. - 704 s. — 15 000 výtisků.  — ISBN 5-225-02709-1 .
• Yu B. Filippovič. Základy biochemie. — M .: Agar, 1999. — 512 s. - 5000 výtisků.  — ISBN 5-89218-046-8 .

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Skvělý norský Britannica (online)
V bibliografických katalozích	LNB : 000305754