Acetyl Coenzyme A โครงสร้างการฝึกอบรมและฟังก์ชั่น

acetyl โคเอนไซม์, ตัวย่อเป็น acetyl CoA เป็นโมเลกุลตัวกลางสำคัญสำหรับเส้นทางการเผาผลาญที่หลากหลายทั้งไขมันและโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต หน้าที่หลักของมันคือการส่งมอบกลุ่ม acetyl ให้กับวงจร Krebs.

ต้นกำเนิดของโมเลกุล acetyl โคเอนไซม์ที่สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านทางเดินที่แตกต่างกัน โมเลกุลนี้สามารถเกิดขึ้นภายในหรือภายนอกไมโตคอนเดรียขึ้นอยู่กับปริมาณกลูโคสในสิ่งแวดล้อม คุณสมบัติอีกประการของ acetyl CoA ก็คือเมื่อมีการออกซิเดชั่นพลังงานจะถูกผลิตขึ้น.

ดัชนี

• 1 โครงสร้าง
• 2 การฝึกอบรม
  • 2.1 Intramitocondrial
  • 2.2 Extramitochondrial
• 3 ฟังก์ชั่น
  • 3.1 วัฏจักรของกรดซิตริก
  • 3.2 การเผาผลาญไขมัน
  • 3.3 การสังเคราะห์คีโตน
  • 3.4 Glyoxylate cycle
• 4 อ้างอิง

โครงสร้าง

Coenzyme A เกิดขึ้นจากกลุ่ม merc-mercaptoethylamine ซึ่งถูกเชื่อมโยงกับวิตามินบี 5 หรือที่เรียกว่ากรด pantothenic ในทำนองเดียวกันโมเลกุลนี้เชื่อมโยงกับนิวคลีโอไทด์ ADP 3'-phosphorylated กลุ่ม acetyl (-COCH₃) ถูกแนบกับโครงสร้างนี้.

สูตรทางเคมีของโมเลกุลนี้คือ C₂₃H₃₈ยังไม่มีข้อความ₇O₁₇P₃S และมีน้ำหนักโมเลกุลของ 809.5 g / mol.

การอบรม

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วการก่อตัวของ acetyl CoA สามารถทำได้ทั้งในและนอกไมโตคอนเดรียและขึ้นอยู่กับระดับกลูโคสที่มีอยู่ในอาหาร.

intramitochondrial

เมื่อระดับกลูโคสอยู่ในระดับสูง acetyl CoA จะเกิดขึ้นในวิธีต่อไปนี้: ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของ glycolysis คือ pyruvate สำหรับสารประกอบนี้เพื่อเข้าสู่วงจร Krebs มันจะต้องถูกเปลี่ยนเป็น acetyl CoA.

ขั้นตอนนี้มีความสำคัญในการเชื่อมต่อ glycolysis กับกระบวนการหายใจของเซลล์อื่น ๆ ขั้นตอนนี้เกิดขึ้นในเมทริกซ์ยล (ในโปรคาริโอตมันเกิดขึ้นในไซโตทอล) ปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:

- สำหรับปฏิกิริยานี้ที่จะเกิดขึ้นโมเลกุลของไพรูเวตจะต้องเข้าสู่ไมโตคอนเดรีย.

- กลุ่ม carboxyl ของไพรูเวตถูกกำจัด.

- ต่อจากนั้นโมเลกุลนี้จะถูกออกซิไดซ์ หลังจะเกี่ยวข้องกับการผ่านของ NAD + ถึง NADH เนื่องจากผลิตภัณฑ์อิเล็กตรอนของการเกิดออกซิเดชัน.

- โมเลกุลออกซิไดซ์จะจับกับโคเอนไซม์.

ปฏิกิริยาที่จำเป็นสำหรับการผลิต acetyl coenzyme A นั้นถูกเร่งโดยเอนไซม์ที่มีขนาดใหญ่ที่เรียกว่า pyruvate dehydrogenase ปฏิกิริยานี้ต้องมีกลุ่มของปัจจัยร่วม.

ขั้นตอนนี้มีความสำคัญในกระบวนการควบคุมเซลล์เนื่องจากมีการตัดสินใจปริมาณ acetyl CoA ที่เข้าสู่วงจร Krebs.

เมื่อระดับต่ำการผลิต acetyl โคเอนไซม์ที่ดำเนินการโดย oxid-oxidation ของกรดไขมัน.

extramitochondrial

เมื่อระดับกลูโคสสูงปริมาณซิเตรตก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ซิเตรตจะถูกเปลี่ยนเป็น acetyl coezyme A และออกซาเลตผ่าน ATP citrate lyase.

ในทางตรงกันข้ามเมื่อระดับต่ำ CoA จะถูก acetylated โดย acetyl CoA synthetase ในทำนองเดียวกันเอทานอลทำหน้าที่เป็นแหล่งคาร์บอนสำหรับ acetylation โดยใช้เอนไซม์แอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนส.

ฟังก์ชั่น

Acetyl-CoA มีอยู่ในชุดของเส้นทางการเผาผลาญที่หลากหลาย บางส่วนของสิ่งเหล่านี้มีดังต่อไปนี้:

วงจรกรดซิตริก

Acetyl CoA เป็นเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการเริ่มรอบนี้ Acetyl coenzyme A ถูกรวมเข้ากับโมเลกุลของกรดออกซาเซติคในซิเตรตปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ซิเตรตซิเตรต.

อะตอมของโมเลกุลนี้จะยังคงออกซิเดชั่นของพวกมันในรูปแบบ CO₂. สำหรับแต่ละโมเลกุลของ acetyl CoA ที่เข้าสู่รอบ 12 โมเลกุลของ ATP ถูกสร้างขึ้น.

การเผาผลาญไขมัน

Acetyl CoA เป็นผลิตภัณฑ์ที่สำคัญของการเผาผลาญไขมัน เพื่อให้ไขมันกลายเป็นโมเลกุลของ acetyl coenzyme A จำเป็นต้องมีขั้นตอนของเอนไซม์ดังต่อไปนี้:

- กรดไขมันจะต้อง "เปิดใช้งาน" กระบวนการนี้ประกอบด้วยการรวมกันของกรดไขมันกับ CoA สำหรับเรื่องนี้โมเลกุล ATP นั้นถูกยึดติดไว้เพื่อให้พลังงานที่ทำให้เกิดการรวมตัวกัน.

- การเกิดออกซิเดชันของ acyl coenzyme A เกิดขึ้นโดยเฉพาะระหว่างαและβคาร์บอน ตอนนี้โมเลกุลเรียกว่า acyl-a enoyl CoA ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการแปลง FAD เป็น FADH₂ (รับไฮโดรเจน).

- พันธะคู่ที่เกิดขึ้นในขั้นตอนก่อนหน้านี้จะได้รับ H บนอัลฟาคาร์บอนและไฮดรอกซิล (-OH) บนเบต้า.

- oxid-oxidation เกิดขึ้น (βเนื่องจากกระบวนการเกิดขึ้นที่ระดับคาร์บอนนั้น) กลุ่มไฮดรอกซิลถูกแปรสภาพเป็นกลุ่มคีโต.

- โมเลกุลของโคเอ็นไซม์ A จะตัดพันธะระหว่างคาร์บอน สารประกอบดังกล่าวนั้นถูกผูกไว้กับกรดไขมันที่เหลืออยู่ ผลิตภัณฑ์เป็นโมเลกุลของ acetyl CoA และอีกสองอะตอมที่มีคาร์บอนน้อยกว่า (ความยาวของสารประกอบสุดท้ายขึ้นอยู่กับความยาวเริ่มต้นของไขมันตัวอย่างเช่นถ้ามี 18 คาร์บอนผลที่ได้จะเป็น 16 คาร์บอนสุดท้าย).

เส้นทางการเผาผลาญสี่ขั้นตอนนี้: ออกซิเดชัน, ไฮเดรชั่, ออกซิเดชันและ thiolysis ซึ่งทำซ้ำจนกระทั่งสองโมเลกุลอะเซทิลีน CoA ยังคงเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย นั่นคือเกรดกรดทั้งหมดผ่านไปยัง acetyl CoA.

เป็นที่น่าจดจำว่าโมเลกุลนี้เป็นเชื้อเพลิงหลักของวงจร Krebs และสามารถเข้าไปได้ กระบวนการนี้มี ATP มากกว่าการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต.

การสังเคราะห์คีโตน

การก่อตัวของคีโตนเกิดขึ้นจากโมเลกุลของ acetyl coenzyme A ซึ่งเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชันของไขมัน เส้นทางนี้เรียกว่าคีโตจีเนซิสและเกิดขึ้นในตับ โดยเฉพาะมันเกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียของเซลล์ตับ.

คีโตนเป็นกลุ่มของสารประกอบที่ละลายน้ำได้ต่างกัน พวกเขาเป็นกรดไขมันรุ่นที่ละลายน้ำได้.

บทบาทพื้นฐานของมันคือการทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเนื้อเยื่อบางอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะอดอาหารสมองสามารถนำคีโตนไปเป็นแหล่งพลังงาน ภายใต้สภาวะปกติสมองจะเปลี่ยนเป็นกลูโคส.

วงจร Glyoxylate

เส้นทางนี้เกิดขึ้นในอวัยวะพิเศษที่เรียกว่า glyoxisome มีเฉพาะในพืชและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่นโปรโตซัว Acetyl coenzyme A ถูกแปลงเป็น succinate และสามารถรวมเข้ากับวงจรกรด Krebs ได้อีกครั้ง.

กล่าวอีกนัยหนึ่งเส้นทางนี้อนุญาตให้ปฏิกิริยาบางอย่างของวัฏจักร Krebs ถูกข้ามไป โมเลกุลนี้สามารถเปลี่ยนเป็นมาลาเรียซึ่งจะเปลี่ยนเป็นกลูโคส.

สัตว์ไม่มีการเผาผลาญอาหารที่จำเป็นในการทำปฏิกิริยานี้ ดังนั้นพวกเขาจึงไม่สามารถทำการสังเคราะห์น้ำตาลนี้ได้ ในสัตว์คาร์บอนทั้งหมดของ acetyl CoA จะถูกออกซิไดซ์ไปยัง CO₂, ซึ่งไม่เป็นประโยชน์สำหรับเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพ.

การสลายตัวของกรดไขมันเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้าย acetyl โคเอ็นไซม์เอดังนั้นในสัตว์สารประกอบนี้ไม่สามารถนำกลับคืนสู่เส้นทางสังเคราะห์ได้.

การอ้างอิง

1. ภูเขาน้ำแข็ง, J. M. , Stasher, L. , & Tymoczko, J. L. (2007). ชีวเคมี. ฉันกลับรายการ.
2. Devlin, T. M. (2004). ชีวเคมี: ตำราเรียนพร้อมการประยุกต์ทางคลินิก. ฉันกลับรายการ.
3. Koolman, J. , & Röhm, K. H. (2005). ชีวเคมี: ข้อความและแผนที่. Ed. Panamericana การแพทย์.
4. Peña, A. , Arroyo, A. , Gómez, A. , & Tapia R. (2004). ชีวเคมี. บรรณาธิการ Limusa.
5. Voet, D. , & Voet, J. G. (2006). ชีวเคมี. Ed. Panamericana การแพทย์.