Acetil coenzima A Struttura, formazione e funzioni

il acetil coenzima A, abbreviato in acetil CoA, è una molecola intermediaria cruciale per varie vie metaboliche di entrambi i lipidi, proteine ​​e carboidrati. Tra le sue funzioni principali è quello di consegnare il gruppo acetilico al ciclo di Krebs.

L'origine della molecola acetil-coenzima A può avvenire attraverso diversi percorsi; Questa molecola può essere formata all'interno o all'esterno dei mitocondri, a seconda della quantità di glucosio presente nell'ambiente. Un'altra caratteristica dell'acetil CoA è che con la sua ossidazione si produce energia.

indice

• 1 struttura
• 2 allenamento
  • 2.1 Intramitocondriale
  • 2.2 Extramitochondrial
• 3 funzioni
  • 3.1 Ciclo dell'acido citrico
  • 3.2 Metabolismo dei lipidi
  • 3.3 Sintesi di corpi chetonici
  • 3.4 Ciclo degli gliossilato
• 4 riferimenti

struttura

Il coenzima A è formato da un gruppo β-mercaptoetilammina legato da un legame con la vitamina B5, chiamato anche acido pantotenico. Allo stesso modo, questa molecola è collegata a un nucleotide ADP 3'-fosforilato. Un gruppo acetilico (-COCH₃) è collegato a questa struttura.

La formula chimica di questa molecola è C₂₃H₃₈N₇O₁₇P₃S e ha un peso molecolare di 809,5 g / mol.

formazione

Come accennato in precedenza, la formazione di acetil CoA può essere effettuata all'interno o all'esterno dei mitocondri e dipende dai livelli di glucosio presenti nel mezzo.

intramitocondriale

Quando i livelli di glucosio sono alti, acetil CoA si forma nel modo seguente: il prodotto finale della glicolisi è piruvato. Affinché questo composto entri nel ciclo di Krebs deve essere trasformato in acetile CoA.

Questo passaggio è fondamentale per connettere la glicolisi con gli altri processi di respirazione cellulare. Questo passaggio si verifica nella matrice mitocondriale (nei procarioti si verifica nel citosol). La reazione prevede i seguenti passaggi:

- Affinché questa reazione abbia luogo, la molecola del piruvato deve entrare nei mitocondri.

- Il gruppo carbossilico di piruvato viene eliminato.

- Successivamente, questa molecola è ossidata. Quest'ultimo comporta il passaggio di NAD + a NADH grazie agli elettroni prodotti dall'ossidazione.

- La molecola ossidata si lega al coenzima A.

Le reazioni richieste per la produzione di acetil coenzima A sono catalizzate da un complesso enzimatico di dimensioni significative chiamato piruvato deidrogenasi. Questa reazione richiede la presenza di un gruppo di cofattori.

Questo passaggio è fondamentale nel processo di regolazione delle cellule, poiché qui viene decisa la quantità di acetile CoA che entra nel ciclo di Krebs.

Quando i livelli sono bassi, la produzione di acetil coenzima A viene effettuata dalla β-ossidazione degli acidi grassi.

extramitocondriale

Quando i livelli di glucosio sono alti, aumenta anche la quantità di citrato. Il citrato viene trasformato in acetil-coezima A e in ossalacetato dal citrato lyase ATP.

Al contrario, quando i livelli sono bassi, il CoA è acetilato da acetil CoA sintetasi. Allo stesso modo, l'etanolo funge da fonte di carbonio per l'acetilazione mediante l'enzima alcol deidrogenasi.

funzioni

L'acetil-CoA è presente in una serie di vari percorsi metabolici. Alcuni di questi sono i seguenti:

Ciclo dell'acido citrico

Acetyl CoA è il carburante necessario per iniziare questo ciclo. L'acetil coenzima A è condensato insieme a una molecola di acido ossalacetico nel citrato, una reazione catalizzata dall'enzima citrato sintasi.

Gli atomi di questa molecola continuano la loro ossidazione fino a formare CO₂. Per ogni molecola di acetile CoA che entra nel ciclo, vengono generate 12 molecole di ATP.

Metabolismo dei lipidi

Acetil CoA è un prodotto importante del metabolismo dei lipidi. Perché un lipide diventi una molecola di acetil coenzima A sono necessari i seguenti passaggi enzimatici:

- Gli acidi grassi devono essere "attivati". Questo processo consiste nel legare l'acido grasso in CoA. Per questo, una molecola di ATP viene tagliata per fornire l'energia che consente tale legame.

- Si verifica l'ossidazione dell'acil coenzima A, in particolare tra i carboni α e β. Ora, la molecola è chiamata acil-a enoil CoA. Questo passaggio comporta la conversione di FAD in FADH₂ (prendi gli idrogeni)

- Il doppio legame formato nella fase precedente riceve una H sul carbonio alfa e un idrossile (-OH) sulla beta.

- Si verifica β-ossidazione (β perché il processo avviene a quel livello di carbonio). Il gruppo ossidrile viene trasformato in un gruppo cheto.

- Una molecola di coenzima A fende il legame tra i carboni. Detto composto è legato al restante acido grasso. Il prodotto è una molecola di acetile CoA e un altro con due atomi di carbonio in meno (la lunghezza dell'ultimo composto dipende dalla lunghezza iniziale del lipide, per esempio, se avesse 18 atomi di carbonio il risultato sarà di 16 carboni finali).

Questa via metabolica in quattro fasi: ossidazione, idratazione, ossidazione e tiolisi, che viene ripetuta fino a quando due molecole di acetil CoA rimangono come prodotto finale. Cioè, tutto il grado acido va ad acetil CoA.

Vale la pena ricordare che questa molecola è il principale combustibile del ciclo di Krebs e può entrarvi. Energeticamente, questo processo origina una maggiore quantità di ATP rispetto al metabolismo dei carboidrati.

Sintesi di corpi chetonici

La formazione di corpi chetonici avviene da una molecola di acetil coenzima A, prodotto dell'ossidazione lipidica. Questo percorso è chiamato chetogenesi e si verifica nel fegato; in particolare, si verifica nei mitocondri delle cellule epatiche.

I corpi chetonici sono un gruppo eterogeneo di composti idrosolubili. Sono la versione idrosolubile degli acidi grassi.

Il suo ruolo fondamentale è quello di agire come combustibili per alcuni tessuti. Soprattutto nelle fasi di digiuno, il cervello può assumere corpi di chetoni come fonte di energia. In condizioni normali il cervello si trasforma in glucosio.

Ciclo degli gliossilato

Questo percorso avviene in un organello specializzato chiamato gliossisoma, presente solo nelle piante e in altri organismi, come i protozoi. L'acetil coenzima A viene trasformato in succinato e può essere nuovamente incorporato nel ciclo dell'acido di Krebs.

In altre parole, questo modo consente di saltare certe reazioni del ciclo di Krebs. Questa molecola può trasformarsi in malato, che a sua volta può trasformarsi in glucosio.

Gli animali non possiedono il metabolismo necessario per svolgere questa reazione; quindi, non sono in grado di eseguire questa sintesi di zuccheri. Negli animali tutti i carboni dell'acido acetilico sono ossidati in CO₂, che non è utile per un percorso di biosintesi.

La degradazione degli acidi grassi ha l'acetil coenzima A come prodotto finale, pertanto negli animali questo composto non può essere reintrodotto nelle vie di sintesi.

riferimenti

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