ACETIL COENZIMA A: STRUTTURA, FORMAZIONE E FUNZIONI - BIOLOGIA - 2024

L' acetil coenzima A , abbreviato in acetil CoA, è una molecola intermedia cruciale per varie vie metaboliche sia dei lipidi che delle proteine ​​e dei carboidrati. Le sue funzioni principali includono la fornitura del gruppo acetile al ciclo di Krebs.

L'origine della molecola di acetil coenzima A può avvenire attraverso diverse vie; Questa molecola può formarsi all'interno o all'esterno dei mitocondri, a seconda della quantità di glucosio presente nell'ambiente. Un'altra caratteristica dell'acetil CoA è che l'energia viene prodotta con la sua ossidazione.

Struttura

Il coenzima A è costituito da un gruppo β-mercaptoetilammina legato da un legame alla vitamina B5, chiamata anche acido pantotenico. Allo stesso modo, questa molecola è collegata a un nucleotide 3'-fosforilato ADP. A questa struttura è attaccato un gruppo acetile (-COCH ₃ ).

La formula chimica di questa molecola è C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S e ha un peso molecolare di 809,5 g / mol.

Formazione

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

intramitocondriale

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

Questo passaggio è fondamentale per collegare la glicolisi con gli altri processi della 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 di piruvato deve entrare nei mitocondri.

- Il gruppo carbossilico del piruvato viene rimosso.

- Successivamente, questa molecola viene ossidata. Quest'ultimo per comporta il passaggio da NAD + a NADH grazie al prodotto di elettroni dell'ossidazione.

- La molecola ossidata si lega al coenzima A.

Le reazioni necessarie 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 cellulare, poiché la quantità di acetil CoA che entra nel ciclo di Krebs viene decisa qui.

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 ossalacetato dall'enzima ATP citrato liasi.

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

Caratteristiche

L'acetil-CoA è presente in numerose vie metaboliche diverse. Alcuni di questi sono i seguenti:

Ciclo dell'acido citrico

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

Gli atomi di questa molecola continuano la loro ossidazione fino a formare CO ₂ . Per ogni molecola di acetil CoA che entra nel ciclo, vengono generate 12 molecole di ATP.

Metabolismo dei lipidi

L'acetil CoA è un prodotto importante del metabolismo dei lipidi. Affinché 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 legame degli acidi grassi al CoA. Per fare ciò, una molecola di ATP viene scissa per fornire l'energia che consente questa unione.

- Si verifica l'ossidazione dell'acil coenzima A, in particolare tra i carboni α e β. Ora, la molecola si chiama acil-a enoil CoA. Questo passaggio comporta la conversione di FAD in FADH ₂ (prende gli idrogeni).

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

- si verifica la β-ossidazione (β perché il processo avviene a livello di quel carbonio). Il gruppo idrossile si trasforma in un gruppo cheto.

- Una molecola di coenzima A fende il legame tra i carboni. Detto composto è legato al rimanente acido grasso. Il prodotto è una molecola di acetil CoA e un'altra con due atomi di carbonio in meno (la lunghezza dell'ultimo composto dipende dalla lunghezza iniziale del lipide. Ad esempio, se avesse 18 atomi di carbonio, il risultato sarebbe 16 atomi di carbonio 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 l'acido di grado diventa acetil CoA.

Vale la pena ricordare che questa molecola è il carburante principale del ciclo di Krebs e può entrarvi. Energeticamente, questo processo produce più ATP del metabolismo dei carboidrati.

Sintesi di corpi chetonici

La formazione di corpi chetonici avviene da una molecola di acetil coenzima A, un prodotto dell'ossidazione dei lipidi. Questa via è chiamata chetogenesi e si verifica nel fegato; in particolare, si verifica nei mitocondri delle cellule del fegato.

I corpi chetonici sono un insieme eterogeneo di composti solubili in acqua. Sono la versione idrosolubile degli acidi grassi.

Il suo ruolo fondamentale è quello di fungere da combustibili per alcuni tessuti. In particolare nelle fasi di digiuno, il cervello può assorbire i corpi chetonici come fonte di energia. In condizioni normali, il cervello utilizza il glucosio.

Ciclo gliossilato

Questo percorso si verifica in un organello specializzato chiamato gliossisoma, presente solo nelle piante e in altri organismi, come i protozoi. L'acetil coenzima A viene convertito in succinato e può essere reincorporato nel ciclo acido di Krebs.

In altre parole, questo percorso consente di saltare alcune reazioni del ciclo di Krebs. Questa molecola può essere convertita in malato, che a sua volta può essere convertito in glucosio.

Gli animali non hanno il metabolismo necessario per effettuare questa reazione; pertanto, non sono in grado di effettuare questa sintesi di zuccheri. Negli animali tutti i carboni acetil CoA sono ossidati a CO ₂ , che non è utile per una via biosintetica.

Il prodotto finale della degradazione degli acidi grassi è l'acetil coenzima A. Pertanto, negli animali questo composto non può essere reintrodotto per la sintesi.

Riferimenti

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