Acetil-CoA -Acetyl-CoA
Nomes | |
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Nome IUPAC preferido
O 1 -{(3 R )-4-[(3-{[2-(Acetilsulfanil)etil]amino}-3-oxopropil)amino]-3-hidroxi-2,2-dimetil-4-oxobutil} O 3 -{[( 2R , 3S , 4R , 5R )-5-(6-amino- 9H- purin -9-il)-4-hidroxi-3-(fosfonooxi)oxolan-2-il]metil } di-hidrogênio difosfato |
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Identificadores | |
Modelo 3D ( JSmol )
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ChEBI | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.000.719 |
BARRI | |
Malha | Acetil+Coenzima+A |
PubChem CID
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UNII | |
Painel CompTox ( EPA )
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Propriedades | |
C 23 H 38 N 7 O 17 P 3 S | |
Massa molar | 809,57 g·mol- 1 |
UV-vis (λ max ) | 260 nm; 232 nm |
Absorção |
ε 260 = 16,4 mM −1 cm −1 (adenosina) ε 232 = 8,7 mM −1 cm −1 (tioéster) Δ ε 232 na hidrólise do tioéster = −4,5 mM −1 cm −1 |
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 °C [77 °F], 100 kPa).
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Acetil-CoA ( acetil coenzima A ) é uma molécula que participa de muitas reações bioquímicas no metabolismo de proteínas, carboidratos e lipídios . Sua principal função é entregar o grupo acetil ao ciclo do ácido cítrico (ciclo de Krebs) para ser oxidado para produção de energia. A coenzima A (CoASH ou CoA) consiste em um grupo β-mercaptoetilamina ligado à vitamina ácido pantotênico (B5) através de uma ligação amida e ADP 3'-fosforilado. O grupo acetil (indicado em azul no diagrama estrutural à direita) do acetil-CoA está ligado ao substituinte sulfidrila do grupo β-mercaptoetilamina. Esta ligação tioéster é uma ligação de "alta energia", que é particularmente reativa. A hidrólise da ligação tioéster é exergônica (-31,5 kJ/mol).
A CoA é acetilada a acetil-CoA pela quebra de carboidratos através da glicólise e pela quebra de ácidos graxos através da β-oxidação . Acetil-CoA então entra no ciclo do ácido cítrico, onde o grupo acetil é oxidado a dióxido de carbono e água, e a energia liberada é capturada na forma de 11 ATP e um GTP por grupo acetil. GTP é o equivalente de ATP e eles podem ser interconvertidos pela Nucleosídeo-difosfato quinase .
Konrad Bloch e Feodor Lynen receberam o Prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina de 1964 por suas descobertas ligando o acetil-CoA e o metabolismo dos ácidos graxos. Fritz Lipmann ganhou o Prêmio Nobel em 1953 por sua descoberta do cofator coenzima A.
Síntese direta
A acetilação de CoA é determinada pelas fontes de carbono.
Extramitocondrial
- Em níveis elevados de glicose , a glicólise ocorre rapidamente, aumentando assim a quantidade de citrato produzida a partir do ciclo do ácido tricarboxílico. Este citrato é então exportado para outras organelas fora da mitocôndria para ser quebrado em acetil-CoA e oxaloacetato pela enzima ATP citrato liase (ACL). Esta reação principal é acoplada com a hidrólise do ATP.
- Em níveis baixos de glicose:
- A CoA é acetilada usando acetato pela acetil-CoA sintetase (ACS), também acoplada à hidrólise de ATP .
- O etanol também serve como fonte de carbono para a acetilação de CoA utilizando a enzima álcool desidrogenase .
- Ocorre a degradação de aminoácidos cetogênicos de cadeia ramificada , como valina , leucina e isoleucina . Esses aminoácidos são convertidos em α-cetoácidos por transaminação e, eventualmente, em isovaleril-CoA por meio de descarboxilação oxidativa por um complexo α-cetoácido desidrogenase. O isovaleril-CoA sofre desidrogenação , carboxilação e hidratação para formar outro intermediário derivado de CoA antes de ser clivado em acetil-CoA e acetoacetato .
Intramiocondrial
- Em níveis elevados de glicose, o acetil-CoA é produzido através da glicólise . O piruvato sofre descarboxilação oxidativa na qual perde seu grupo carboxila (como dióxido de carbono ) para formar acetil-CoA, liberando 33,5 kJ/mol de energia. A conversão oxidativa do piruvato em acetil-CoA é chamada de reação da piruvato desidrogenase . É catalisada pelo complexo piruvato desidrogenase . Outras conversões entre piruvato e acetil-CoA são possíveis. Por exemplo, a piruvato formato liase desproporciona o piruvato em acetil-CoA e ácido fórmico .
- Em níveis baixos de glicose, a produção de acetil-CoA está ligada à β-oxidação de ácidos graxos . Os ácidos graxos são primeiro convertidos em acil-CoA. A acil-CoA é então degradada em um ciclo de quatro etapas de oxidação, hidratação, oxidação e tiólise catalisada por quatro enzimas respectivas, a saber, acil-CoA desidrogenase , enoil-CoA hidratase , 3-hidroxiacil-CoA desidrogenase e tiolase . O ciclo produz uma nova cadeia de ácidos graxos com dois carbonos a menos e acetil-CoA como subproduto.
Funções
Intermediários em várias vias
- Na respiração celular
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Ciclo do ácido cítrico :
- Através de uma série de reações químicas, a energia armazenada é liberada através da oxidação do acetil-CoA derivado de carboidratos, gorduras e proteínas em trifosfato de adenosina (ATP) e dióxido de carbono .
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Metabolismo de ácidos graxos
- Acetil-CoA é produzido pela quebra de carboidratos (por glicólise ) e lipídios (por β-oxidação ). Em seguida, entra no ciclo do ácido cítrico na mitocôndria, combinando-se com oxaloacetato para formar citrato .
- Duas moléculas de acetil-CoA condensam-se para formar acetoacetil-CoA , que dá origem à formação de acetoacetato e β-hidroxibutirato . Acetoacetato, β-hidroxibutirato e seu produto de degradação espontânea acetona são freqüentemente, mas confusamente, conhecidos como corpos cetônicos (já que não são "corpos", mas substâncias químicas solúveis em água). Os corpos cetônicos são liberados pelo fígado no sangue. Todas as células com mitocôndrias podem pegar corpos cetônicos do sangue e reconvertê-los em acetil-CoA, que pode então ser usado como combustível em seus ciclos de ácido cítrico, pois nenhum outro tecido pode desviar seu oxaloacetato para a via gliconeogênica da maneira que o fígado faz. Ao contrário dos ácidos graxos livres, os corpos cetônicos podem atravessar a barreira hematoencefálica e, portanto, estão disponíveis como combustível para as células do sistema nervoso central , atuando como substituto da glicose, na qual essas células normalmente sobrevivem. A ocorrência de altos níveis de corpos cetônicos no sangue durante a inanição , uma dieta pobre em carboidratos , exercícios intensos prolongados e diabetes mellitus tipo 1 descontrolada é conhecida como cetose e, em sua forma extrema, no tipo 1 fora de controle diabetes mellitus, como cetoacidose .
- Por outro lado, quando a concentração de insulina no sangue é alta e a de glucagon é baixa (ou seja, após as refeições), o acetil-CoA produzido pela glicólise se condensa normalmente com oxaloacetato para formar citrato na mitocôndria. No entanto, em vez de continuar através do ciclo do ácido cítrico para ser convertido em dióxido de carbono e água, o citrato é removido da mitocôndria para o citoplasma . Lá ele é clivado pela ATP citrato liase em acetil-CoA e oxaloacetato. O oxaloacetato é devolvido à mitocôndria como malato (e depois convertido novamente em oxaloacetato para transferir mais acetil-CoA para fora da mitocôndria). Este acetil-CoA citosólico pode então ser usado para sintetizar ácidos graxos através da carboxilação pela acetil-CoA carboxilase em malonil CoA , o primeiro passo comprometido na síntese de ácidos graxos. Essa conversão ocorre principalmente no fígado, tecido adiposo e glândulas mamárias em lactação , onde os ácidos graxos são combinados com o glicerol para formar triglicerídeos , o principal reservatório de combustível da maioria dos animais. Os ácidos graxos também são componentes dos fosfolipídios que compõem a maior parte das bicamadas lipídicas de todas as membranas celulares .
- Nas plantas, a síntese de novo de ácidos graxos ocorre nos plastídios . Muitas sementes acumulam grandes reservatórios de óleos de sementes para apoiar a germinação e o crescimento inicial da plântula antes de se tornar um organismo fotossintético líquido.
- O acetil-CoA citosólico também pode se condensar com acetoacetil-CoA para formar 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA ( HMG-CoA ), que é a etapa limitante da taxa que controla a síntese de colesterol . O colesterol pode ser usado como está, como um componente estrutural das membranas celulares, ou pode ser usado para sintetizar hormônios esteróides , sais biliares e vitamina D.
- Acetil-CoA pode ser carboxilado no citosol pela acetil-CoA carboxilase , dando origem ao malonil-CoA , um substrato necessário para a síntese de flavonóides e policetídeos relacionados , para o alongamento de ácidos graxos para produzir ceras , cutículas e óleos de sementes em membros de da família Brassica , e para malonação de proteínas e outros fitoquímicos. Nas plantas, estes incluem sesquiterpenos , brassinosteróides (hormônios) e esteróis de membrana .
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Síntese de esteróides :
- Acetil-CoA participa da via do mevalonato participando da síntese de hidroximetil glutaril-CoA .
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Síntese de acetilcolina :
- Acetil-CoA também é um componente importante na síntese biogênica do neurotransmissor acetilcolina . A colina , em combinação com acetil-CoA, é catalisada pela enzima colina acetiltransferase para produzir acetilcolina e coenzima A como subproduto.
- Síntese de melatonina
- Acetilação
- Acetil-CoA também é a fonte do grupo acetil incorporado em certos resíduos de lisina de proteínas histonas e não histonas na acetilação de modificação pós -traducional . Esta acetilação é catalisada por acetiltransferases . Esta acetilação afeta o crescimento celular , mitose e apoptose .
- Regulador alostérico
- Acetil-CoA serve como um regulador alostérico da piruvato desidrogenase quinase (PDK). Regula através da proporção de acetil-CoA versus CoA. O aumento da concentração de acetil-CoA ativa o PDK.
- Acetil-CoA também é um ativador alostérico da piruvato carboxilase .
Mapa interativo do caminho
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Veja também
Referências
links externos
- Acetil+Coenzima+A na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA Medical Subject Headings (MeSH)