ACETYL COENZYME A: CẤU TRÚC, SỰ HÌNH THÀNH VÀ CHỨC NĂNG - SINH HỌC - 2025

Các acetyl coenzym A , acetyl CoA viết tắt, là một phân tử trung gian quan trọng đối với con đường trao đổi chất khác nhau của cả hai lipid và protein và carbohydrate. Các chức năng chính của nó bao gồm cung cấp nhóm acetyl cho chu trình Krebs.

Nguồn gốc của phân tử acetyl coenzyme A có thể xảy ra qua các con đường khác nhau; Phân tử này có thể hình thành bên trong hoặc bên ngoài ti thể, tùy thuộc vào lượng glucose trong môi trường. Một đặc điểm khác của acetyl CoA là năng lượng được tạo ra với quá trình oxy hóa của nó.

Kết cấu

Coenzyme A được tạo thành từ nhóm β-mercaptoethylamine được liên kết bằng liên kết với vitamin B5, còn được gọi là axit pantothenic. Tương tự như vậy, phân tử này được liên kết với một ADP nucleotide 3'được phosphoryl hóa. Một nhóm acetyl (-COCH ₃ ) được gắn vào cấu trúc này.

Công thức hóa học của phân tử này là C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S và nó có khối lượng phân tử là 809,5 g / mol.

Đào tạo

Như đã đề cập ở trên, sự hình thành acetyl CoA có thể diễn ra bên trong hoặc bên ngoài ty thể, và phụ thuộc vào mức độ glucose có trong môi trường.

Intramitochondrial

Khi nồng độ glucose cao, acetyl CoA được hình thành như sau: sản phẩm cuối cùng của quá trình đường phân là pyruvate. Để hợp chất này đi vào chu trình Krebs, nó phải được chuyển hóa thành acetyl CoA.

Bước này rất quan trọng để kết nối quá trình đường phân với các quá trình khác của hô hấp tế bào. Bước này xảy ra trong chất nền của ti thể (ở sinh vật nhân sơ, nó xảy ra trong tế bào). Phản ứng bao gồm các bước sau:

- Để phản ứng này diễn ra, phân tử pyruvat phải đi vào ti thể.

- Nhóm cacboxyl của pyruvate bị loại bỏ.

- Sau đó, phân tử này bị oxy hóa. Loại thứ hai liên quan đến sự chuyển từ NAD + đến NADH nhờ sản phẩm điện tử của quá trình oxy hóa.

- Phân tử bị oxi hóa liên kết với coenzyme A.

Các phản ứng cần thiết để sản xuất acetyl coenzyme A được xúc tác bởi một phức hợp enzyme có kích thước đáng kể gọi là pyruvate dehydrogenase. Phản ứng này yêu cầu sự hiện diện của một nhóm đồng yếu tố.

Bước này rất quan trọng trong quá trình điều hòa tế bào, vì lượng acetyl CoA đi vào chu trình Krebs được quyết định ở đây.

Khi mức độ thấp, việc sản xuất acetyl coenzyme A được thực hiện bởi quá trình oxy hóa β của các axit béo.

Ngoại truyền

Khi lượng glucose cao, lượng citrate cũng tăng lên. Citrate được chuyển thành acetyl coezyme A và oxaloacetate bởi enzyme ATP citrate lyase.

Ngược lại, khi mức độ thấp, CoA bị acetyl hóa bởi acetyl CoA synthetase. Theo cách tương tự, etanol đóng vai trò là nguồn cung cấp nguyên tử cacbon cho quá trình acetyl hóa nhờ enzym alcohol dehydrogenase.

Đặc trưng

Acetyl-CoA có trong một số con đường trao đổi chất khác nhau. Một số trong số này như sau:

Chu trình axit xitric

Acetyl CoA là nhiên liệu cần thiết để bắt đầu chu trình này. Acetyl coenzyme A được ngưng tụ cùng với một phân tử axit oxaloacetic thành citrate, một phản ứng được xúc tác bởi enzyme citrate synthase.

Các nguyên tử của phân tử này tiếp tục quá trình oxy hóa của chúng cho đến khi chúng tạo thành CO ₂ . Cứ mỗi phân tử acetyl CoA tham gia vào chu trình, 12 phân tử ATP được tạo ra.

Chuyển hóa lipid

Acetyl CoA là một sản phẩm quan trọng của quá trình chuyển hóa lipid. Để một lipid trở thành phân tử acetyl coenzyme A, cần có các bước enzym sau:

- Các axit béo phải được “kích hoạt”. Quá trình này bao gồm liên kết axit béo với CoA. Để làm điều này, một phân tử ATP được phân cắt để cung cấp năng lượng cho phép sự kết hợp này.

- Xảy ra quá trình oxi hóa acyl coenzyme A, cụ thể là giữa các nguyên tử α và β. Bây giờ, phân tử được gọi là acyl-a enoyl CoA. Bước này liên quan đến việc chuyển đổi FAD thành FADH ₂ (lấy hydrogens).

- Liên kết đôi được hình thành ở bước trước nhận một H trên cacbon alpha và một hydroxyl (-OH) trên beta.

- Xảy ra quá trình oxi hóa β (β vì quá trình xảy ra ở mức cacbon đó). Nhóm hydroxyl chuyển thành nhóm xeto.

- Phân tử coenzym A phân cắt liên kết giữa các nguyên tử cacbon. Hợp chất cho biết được liên kết với axit béo còn lại. Sản phẩm là một phân tử acetyl CoA và một phân tử có ít nguyên tử cacbon hơn (độ dài của hợp chất cuối cùng phụ thuộc vào độ dài ban đầu của lipid. Ví dụ, nếu nó có 18 nguyên tử cacbon, kết quả sẽ là 16 nguyên tử cacbon cuối cùng).

Lộ trình trao đổi chất bốn bước này: oxy hóa, hydrat hóa, oxy hóa và thiolysis, được lặp lại cho đến khi hai phân tử acetyl CoA vẫn là sản phẩm cuối cùng. Đó là, tất cả các axit cấp trở thành acetyl CoA.

Cần nhớ rằng phân tử này là nhiên liệu chính của chu trình Krebs và có thể xâm nhập vào nó. Về mặt năng lượng, quá trình này tạo ra nhiều ATP hơn so với chuyển hóa carbohydrate.

Tổng hợp các thể xeton

Sự hình thành các thể xeton xảy ra từ một phân tử acetyl coenzyme A, một sản phẩm của quá trình oxy hóa lipid. Con đường này được gọi là ketogenesis và nó xảy ra ở gan; đặc biệt, nó xảy ra trong ty thể của tế bào gan.

Các thể xeton là một tập hợp không đồng nhất của các hợp chất hòa tan trong nước. Chúng là phiên bản hòa tan trong nước của các axit béo.

Vai trò cơ bản của nó là hoạt động như nhiên liệu cho các mô nhất định. Đặc biệt trong giai đoạn nhịn ăn, não có thể lấy xeton trong cơ thể như một nguồn năng lượng. Trong điều kiện bình thường, não sử dụng glucose.

Chu trình glyoxylate

Con đường này xảy ra trong một bào quan chuyên biệt gọi là glyoxysome, chỉ có ở thực vật và các sinh vật khác, chẳng hạn như động vật nguyên sinh. Acetyl coenzyme A được chuyển đổi thành succinat và có thể được tái kết hợp vào chu trình axit Krebs.

Nói cách khác, con đường này có thể bỏ qua một số phản ứng nhất định của chu trình Krebs. Phân tử này có thể được chuyển đổi thành malate, do đó có thể được chuyển thành glucose.

Động vật không có sự trao đổi chất cần thiết để thực hiện phản ứng này; do đó, chúng không thể thực hiện quá trình tổng hợp đường này. Ở động vật, tất cả các nguyên tử acetyl CoA đều bị oxy hóa thành CO ₂ , không có ích cho quá trình sinh tổng hợp.

Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân giải axit béo là acetyl coenzyme A. Do đó, ở động vật, hợp chất này không thể được đưa lại để tổng hợp.

Người giới thiệu

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Hóa sinh. Tôi đã đảo ngược.
2. Devlin, TM (2004). Hóa sinh: sách giáo khoa với các ứng dụng lâm sàng. Tôi đã đảo ngược.
3. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Hóa sinh: văn bản và tập bản đồ. Panamerican Medical Ed.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., & Tapia R. (2004). Hóa sinh. Biên tập Limusa.
5. Voet, D., & Voet, JG (2006). Hóa sinh. Panamerican Medical Ed.