Перейти к навигации Перейти к поиску
 | Эта статья имеет нечеткий стиль цитирования . ( август 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
 | |
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК S - [2- [3 - [[(2 R ) -4 - [[[(2 R , 3 S , 4 R , 5 R ) -5- (6-аминопурин-9-ил) -4-гидрокси- 3-фосфонооксиоксолан-2-ил] метоксигидроксифосфорил] оксигидроксифосфорил] окси-2-гидрокси-3,3-диметилбутаноил] амино] пропаноиламино] этил] этантиоат | |
| Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ChemSpider | |
| ECHA InfoCard | 100.000.719  |
| КЕГГ | |
| MeSH | Ацетил + Коэнзим + А |
PubChem CID | |
| UNII | |
CompTox Dashboard ( EPA ) | |
| |
| |
| Характеристики | |
| C 23 H 38 N 7 O 17 P 3 S | |
| Молярная масса | 809,57 г · моль -1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 проверить ( что есть ?)  | |
| Ссылки на инфобоксы | |
Ацетил-КоА ( ацетилкофермент А ) - это молекула, которая участвует во многих биохимических реакциях в метаболизме белков, углеводов и липидов . [1] Его основная функция заключается в доставке ацетильной группы в цикл лимонной кислоты (цикл Кребса) для окисления для производства энергии. Коэнзим A (CoASH или CoA) состоит из β-меркаптоэтиламиновой группы, связанной с витамином пантотеновой кислотой (B5) через амидную связь [2]и 3'-фосфорилированный АДФ. Ацетильная группа (обозначенная синим цветом на структурной диаграмме справа) ацетил-КоА связана с сульфгидрильным заместителем β-меркаптоэтиламиновой группы. Эта тиоэфирная связь представляет собой «высокоэнергетическую» связь, которая является особенно реактивной. Гидролиз в тиоэфирной связи составляет экзэргонический (-31,5 кДж / моль).
КоА ацетилируется до ацетил-КоА при расщеплении углеводов посредством гликолиза и при расщеплении жирных кислот посредством β-окисления . Затем ацетил-КоА входит в цикл лимонной кислоты, где ацетильная группа окисляется до диоксида углерода и воды, а высвобождаемая энергия улавливается в виде 11 АТФ и одного ГТФ на ацетильную группу.
Конрад Блох и Федор Линен были удостоены Нобелевской премии 1964 года по физиологии и медицине за открытия, связывающие ацетил-КоА и метаболизм жирных кислот. Фриц Липман получил Нобелевскую премию в 1953 году за открытие кофактора кофермента А . [3]
Прямой синтез [ править ]
Ацетилирование КоА определяется источниками углерода. [4] [5]
Внемитохондриальный [ править ]
- При высоких уровнях глюкозы гликолиз происходит быстро, что увеличивает количество цитрата, продуцируемого в цикле трикарбоновых кислот. Этот цитрат затем экспортируется в другие органеллы вне митохондрий , чтобы быть разорван в ацетил-КоА и оксалоацетата самая фермент АТФ цитратлиаза (ACL). Эта основная реакция сопровождается гидролизом АТФ. [6] [7]
- При низком уровне глюкозы:
- КоА ацетилированный с использованием ацетата с помощью ацетил-СоА - синтетазы (ACS), также в сочетании с АТФ гидролиза. [8]
- Этанол также служит источником углерода для ацетилирования КоА с использованием фермента алкогольдегидрогеназа . [9]
- Происходит разложение кетогенных аминокислот с разветвленной цепью , таких как валин , лейцин и изолейцин . Эти аминокислоты превращаются в α-кетокислоты путем переаминирования и, в конечном итоге, в изовалерил-КоА посредством окислительного декарбоксилирования комплексом дегидрогеназы α-кетокислоты. Изовалерил-КоА подвергается дегидрированию , карбоксилированию и гидратации с образованием другого промежуточного соединения, производного КоА, прежде чем он расщепляется на ацетил-КоА и ацетоацетат . [10] [ необходима страница ]
Внутримитохондриальный [ править ]
Комплексная реакция пируватдегидрогеназы
- При высоком уровне глюкозы ацетил-КоА производится путем гликолиза . [11] Пируват подвергается окислительному декарбоксилированию, при котором он теряет свою карбоксильную группу (в виде диоксида углерода ) с образованием ацетил-КоА, выделяя 33,5 кДж / моль энергии. Окислительное превращение пирувата в ацетил-КоА называется реакцией пируватдегидрогеназы . Он катализируется комплексом пируватдегидрогеназы . Возможны другие превращения пирувата в ацетил-КоА. Например, пируватформиатлиаза диспропорционирует пируват на ацетил-КоА и муравьиную кислоту .
β-Окисление из жирных кислот
- При низких уровней глюкозы, производство ацетил-КоА связан с бета-окисления из жирных кислот . Жирные кислоты сначала превращаются в ацил-КоА. Затем ацил-КоА разлагается в четырехступенчатом цикле окисления, гидратации, окисления и тиолиза, катализируемого четырьмя соответствующими ферментами, а именно ацил-КоА-дегидрогеназой , еноил-КоА-гидратазой , 3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназой и тиолазой . Цикл производит новую цепь жирных кислот с двумя атомами углерода меньше, и ацетил-КоА в качестве побочного продукта. [12]
Функции [ править ]
Промежуточные звенья в различных путях [ править ]
- В клеточном дыхании
- Цикл лимонной кислоты :
- В результате ряда химических реакций накопленная энергия высвобождается в результате окисления ацетил-КоА, полученного из углеводов, жиров и белков, в аденозинтрифосфат (АТФ) и диоксид углерода .
- Метаболизм жирных кислот
- Ацетил-КоА образуется при расщеплении углеводов (путем гликолиза ) и липидов (путем β-окисления ). Затем он входит в цикл лимонной кислоты в митохондрии, соединяясь с оксалоацетатом с образованием цитрата . [13] [14]
- Две молекулы ацетил-КоА конденсируются с образованием ацетоацетил-КоА , что приводит к образованию ацетоацетата и β-гидроксибутирата . [13] Ацетоацетат, β-гидроксибутират и продукт их самопроизвольного распада ацетон [15] часто, но сбивает с толку, известны как кетоновые тела (поскольку они вообще не «тела», а водорастворимые химические вещества). Кетоновые тела выделяются печенью в кровь. Все клетки с митохондриями могут забирать кетоновые тела из крови и преобразовывать их в ацетил-КоА, который затем можно использовать в качестве топлива в их циклах лимонной кислоты, поскольку никакая другая ткань не может отводить оксалоацетат в кровь.глюконеогенный путь, как это делает печень. В отличие от свободных жирных кислот, кетоновые тела могут преодолевать гематоэнцефалический барьер и поэтому доступны в качестве топлива для клеток центральной нервной системы , действуя как заменитель глюкозы, на которой эти клетки обычно выживают. [13] Возникновение высокого уровня кетоновых тел в крови во время голодания , низкоуглеводной диеты , длительных тяжелых физических упражнений и неконтролируемого сахарного диабета 1 типа известно как кетоз , и в его крайней форме он выходит из-под контроля. сахарный диабет 1 типа, как кетоацидоз .
- С другой стороны, когда концентрация инсулина в крови высокая, а концентрация глюкагона низкая (например, после еды), ацетил-КоА, продуцируемый гликолизом, как обычно конденсируется с оксалоацетатом с образованием цитрата в митохондрии. Однако вместо того, чтобы продолжить цикл лимонной кислоты для превращения в диоксид углерода и воду, цитрат удаляется из митохондрии в цитоплазму . [13] Там он расщепляется цитратлиазой АТФ на ацетил-КоА и оксалоацетат. Оксалоацетат возвращается в митохондрии в виде малата (а затем превращается обратно в оксалоацетат для переноса большего количества ацетил-КоА из митохондрии). [16]Этот цитозольный ацетил-КоА можно затем использовать для синтеза жирных кислот посредством карбоксилирования ацетил-КоА-карбоксилазой в малонил-КоА , что является первой обязательной стадией синтеза жирных кислот. [16] [17] Это преобразование происходит в первую очередь в печени, жировой ткани и лактирующих молочных железах , где жирные кислоты соединяются с глицерином с образованием триглицеридов , основного топливного резервуара большинства животных. Жирные кислоты также являются компонентами фосфолипидов, которые составляют основную часть липидных бислоев всех клеточных мембран . [13]
- У растений синтез жирных кислот de novo происходит в пластидах . Многие семена накапливают большие резервуары семенного масла для поддержки прорастания и раннего роста сеянца, прежде чем он станет чистым фотосинтезирующим организмом.
- Цитозольный ацетил-СоА также может конденсироваться с ацетоацетили-КоА с образованием 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА ( ГМГ-КоА ) , который является лимитирующей стадией контроля синтеза холестерина . [13] Холестерин может быть использован , как есть, в качестве структурного компонента клеточных мембран, или он может быть использован для синтеза стероидных гормонов , солей желчных кислот и витамин D . [13] [17]
- Ацетил-КоА может карбоксилироваться в цитозоле с помощью ацетил-КоА-карбоксилазы , давая малонил-КоА , субстрат, необходимый для синтеза флавоноидов и родственных поликетидов , для удлинения жирных кислот с образованием воска , кутикулы и масел семян у представителей семейства Brassica , а также для малонирования белков и других фитохимических веществ. [18] В растениях это сесквитерпены , брассиностероиды (гормоны) и мембранные стерины .
- Синтез стероидов :
- Ацетил-КоА участвует в мевалонатном пути , участвуя в синтезе гидроксиметил-глутарил-КоА .
- Синтез ацетилхолина :
- Ацетил-КоА также является важным компонентом в биогенном синтезе нейромедиатора ацетилхолина . Холин в сочетании с ацетил-КоА катализируется ферментом холинацетилтрансферазой с образованием ацетилхолина и кофермента А в качестве побочного продукта.
- Синтез мелатонина
- Ацетилирование
- Ацетил-КоА также является источником ацетильной группы, включенной в определенные лизиновые остатки гистоновых и негистоновых белков при ацетилировании посттрансляционной модификации . Это ацетилирование катализируется ацетилтрансферазами . Это ацетилирование влияет на рост клеток , митоз и апоптоз . [19]
- Аллостерический регулятор
- Ацетил-СоА служит аллостерическому регулятором из пируват - дегидрогеназы киназы (ДПК). Он регулируется через соотношение ацетил-КоА по сравнению с КоА. Повышенная концентрация ацетил-КоА активирует PDK. [20]
- Ацетил-КоА также является аллостерическим активатором пируваткарбоксилазы . [21]
Интерактивная карта проезда [ править ]
Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы посетить страницы Gene Wiki и соответствующие статьи Wikipedia. Путь можно скачать и отредактировать на WikiPathways .
См. Также [ править ]
- Малонил-КоА декарбоксилаза
Ссылки [ править ]
- ^ "Перекресток Acetyl CoA" . chemistry.elmhurst.edu . Проверено 8 ноября 2016 .
- ^ «Жирные кислоты - структура ацетил-КоА» . library.med.utah.edu . Проверено 2 июня 2017 .
- ^ https://www.nobelprize.org/prizes/lists/all-nobel-laureates-in-physiology-or-medicine/
- ^ Хайнс, Майкл Дж .; Мюррей, Сандра Л. (01.07.2010). «АТФ-цитрат-лиаза необходима для продукции цитозольного ацетилкофермента А и развития в Aspergillus nidulans» . Эукариотическая клетка . 9 (7): 1039–1048. DOI : 10.1128 / EC.00080-10 . ISSN 1535-9778 . PMC 2901662 . PMID 20495057 .
- ^ Веллен, Кэтрин Э .; Томпсон, Крейг Б. (01.04.2012). «Улица с двусторонним движением: взаимное регулирование метаболизма и передачи сигналов». Обзоры природы Молекулярная клеточная биология . 13 (4): 270–276. DOI : 10.1038 / nrm3305 . ISSN 1471-0072 . PMID 22395772 . S2CID 244613 .
- ^ Стори, Кеннет Б. (2005-02-25). Функциональный метаболизм: регуляция и адаптация . Джон Вили и сыновья. ISBN 9780471675570.
- ^ "ACLY АТФ цитратлиаза [Homo sapiens (человек)] - Ген - NCBI" . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 6 ноября 2016 .
- ^ Ragsdale, SW (2004). «Жизнь с угарным газом». CRC Critical Reviews в биохимии и молекулярной биологии . 39 (3): 165–195. DOI : 10.1080 / 10409230490496577 . PMID 15596550 . S2CID 16194968 .
- ^ Chatterjea (2004-01-01). Учебник биохимии для студентов стоматологов / медсестер / фармацевтов . Издательство Jaypee Brothers. ISBN 9788180612046.
- ^ Берг, Джереми М .; Тимочко, Джон Л .; Страйер, Люберт (2002). Биохимия (5-е изд.). WH Freeman. ISBN 978-0716730514.
- ^ Blackstock, Джеймс С. (2014-06-28). Руководство по биохимии . Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 9781483183671.
- ^ Хаутен, Сандер Мишель; Вандерс, Рональд Дж. А. (02.03.2010). «Общее введение в биохимию β-окисления митохондриальных жирных кислот» . Журнал наследственных метаболических заболеваний . 33 (5): 469–477. DOI : 10.1007 / s10545-010-9061-2 . ISSN 0141-8955 . PMC 2950079 . PMID 20195903 .
- ^ Б с д е е г Stryer, Луберт (1995). Биохимия (Четвертое изд.). Нью-Йорк: WH Freeman and Company. С. 510–515, 559–565, 581–613, 614–623, 775–778. ISBN 978-0-7167-2009-6.
- ^ «Окисление жирных кислот» . 2013-10-11.
- ^ «Кетоновый метаболизм тела» . Университет Ватерлоо.
- ^ a b Ferre, P .; Ф. Фуфель (2007). «Фактор транскрипции SREBP-1c и липидный гомеостаз: клиническая перспектива» . Гормональные исследования . 68 (2): 72–82. DOI : 10.1159 / 000100426 . PMID 17344645 .
этот процесс показан графически на странице 73
- ^ а б Воет, Дональд; Джудит Г. Воет; Шарлотта В. Пратт (2006). Основы биохимии, 2-е издание . John Wiley and Sons, Inc., стр. 547, 556 . ISBN 978-0-471-21495-3.
- ^ Fatland, BL (2005). «Обратная генетическая характеристика образования цитозольного ацетил-КоА с помощью АТФ-цитрат-лиазы в Arabidopsis» . Растительная клетка онлайн . 17 (1): 182–203. DOI : 10.1105 / tpc.104.026211 . PMC 544498 . PMID 15608338 .
- ^ Yi, CH; Vakifahmetoglu-Norberg, H .; Юань, Дж. (01.01.2011). «Интеграция апоптоза и метаболизма» . Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии . 76 : 375–387. DOI : 10.1101 / sqb.2011.76.010777 . ISSN 0091-7451 . PMID 22089928 .
- ^ Петтит, Флора Х .; Пелли, Джон В .; Рид, Лестер Дж. (1975-07-22). «Регулирование пируватдегидрогеназы киназы и фосфатазы с помощью соотношений ацетил-КоА / КоА и НАДН / НАД». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 65 (2): 575–582. DOI : 10.1016 / S0006-291X (75) 80185-9 . PMID 167775 .
- ^ Jitrapakdee, Sarawut; Морис, Мартин-стрит; Реймент, Иван; Cleland, W. Wallace; Уоллес, Джон С .; Аттвуд, Пол В. (2008-08-01). «Структура, механизм и регуляция пируваткарбоксилазы» . Биохимический журнал . 413 (3): 369–387. DOI : 10.1042 / BJ20080709 . ISSN 0264-6021 . PMC 2859305 . PMID 18613815 .
Внешние ссылки [ править ]
- Ацетил + коэнзим + A в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
| vте Путь метаболизма гликолиза |
|---|
Глюкоза Гексокиназа АТФ ADP Глюкозо-6-фосфат Глюкозо-6-фосфат- изомераза Фруктоза 6-фосфат Фосфофруктокиназа-1 АТФ ADP 1,6-бисфосфат фруктозы Бисфосфат-фруктозы альдолазы Дигидроксиацетонфосфат + + Глицеральдегид 3-фосфат Триозофосфат изомераза 2 × Глицеральдегид-3-фосфат 2 × Глицеральдегид-3- фосфатдегидрогеназа НАД + + P i НАДН + Н + НАД + + P i НАДН + Н + 2 × 1,3-бисфосфоглицерат 2 × Фосфоглицераткиназа ADP АТФ ADP АТФ 2 × 3-фосфоглицерат 2 × Фосфоглицерат мутаза 2 × 2-фосфоглицерат 2 × Phosphopyruvate гидратаз ( енолаз ) H 2 O H 2 O 2 × Фосфоенолпируват 2 × Пируваткиназа ADP АТФ 2 × Пируват 2 × |
| vте Путь метаболизма цикла лимонной кислоты | ||
|---|---|---|
Ацетил-КоА 2О | Оксалоацетат НАДН + Н + НАД + Малат H 2 O Фумарат FADH 2 FAD Сукцинат КоА + АТФ (ГТФ) P i + ADP (ВВП) Сукцинил-КоА | |
| НАДН + Н + + СО 2 | ||
| CoA | НАД + | |
Цитрат ЧАС 2О цис- Аконитат ЧАС 2О Изоцитрат НАД (P) + НАД (Ф) Н + Н + Оксалосукцинат CO 2 2-оксоглутарат | ||