ACETYL COENZYME A: โครงสร้างการก่อตัวและหน้าที่ - ชีววิทยา - 2026

acetyl โคเอนไซม์ , acetyl CoA ย่อเป็นโมเลกุลกลางสิ่งสำคัญในการเผาผลาญอาหารสูตรต่างๆ ของ ทั้งไขมันและโปรตีนและคาร์โบไฮเดรต หน้าที่หลัก ได้แก่ การส่งมอบกลุ่ม acetyl ไปยังวงจร Krebs

ต้นกำเนิดของอะซิทิลโคเอนไซม์โมเลกุล A สามารถเกิดขึ้นได้จากเส้นทางต่างๆ โมเลกุลนี้สามารถก่อตัวขึ้นภายในหรือภายนอกไมโตคอนเดรียขึ้นอยู่กับปริมาณกลูโคสในสิ่งแวดล้อม อีกลักษณะหนึ่งของ acetyl CoA คือพลังงานที่เกิดจากการออกซิเดชั่น

โครงสร้าง

โคเอนไซม์เอประกอบด้วยกลุ่มβ-mercaptoethylamine ที่เชื่อมโยงกับวิตามินบี 5 หรือที่เรียกว่ากรดแพนโทธีนิก ในทำนองเดียวกันโมเลกุลนี้เชื่อมโยงกับ 3'-phosphorylated nucleotide ADP กลุ่มอะซิทิล (-COCH ₃ ) ติดอยู่กับโครงสร้างนี้

สูตรทางเคมีของโมเลกุลนี้คือ C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S และมีน้ำหนักโมเลกุล 809.5 g / mol

การอบรม

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วการก่อตัวของ acetyl CoA สามารถเกิดขึ้นภายในหรือภายนอกไมโตคอนเดรียและขึ้นอยู่กับระดับของกลูโคสที่มีอยู่ในตัวกลาง

Intramitochondrial

เมื่อระดับกลูโคสสูง acetyl CoA จะเกิดขึ้นดังนี้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของไกลโคไลซิสคือไพรูเวต เพื่อให้สารประกอบนี้เข้าสู่วงจร Krebs จะต้องเปลี่ยนเป็น acetyl CoA

ขั้นตอนนี้มีความสำคัญในการเชื่อมต่อไกลโคไลซิสกับกระบวนการหายใจของเซลล์อื่น ๆ ขั้นตอนนี้เกิดขึ้นในเมทริกซ์ไมโทคอนเดรีย (ในโปรคาริโอตจะเกิดขึ้นในไซโตซอล) ปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:

- เพื่อให้ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นโมเลกุลไพรูเวตจะต้องเข้าสู่ไมโตคอนเดรีย

- หมู่คาร์บอกซิลของไพรูเวทจะถูกลบออก

- ต่อจากนั้นโมเลกุลนี้จะถูกออกซิไดซ์ ส่วนหลังเกี่ยวข้องกับการผ่านจาก NAD + ถึง NADH ด้วยผลิตภัณฑ์อิเล็กตรอนจากการเกิดออกซิเดชัน

- โมเลกุลที่ถูกออกซิไดซ์จะจับกับโคเอนไซม์เอ

ปฏิกิริยาที่จำเป็นสำหรับการผลิตอะซิทิลโคเอนไซม์เอจะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์คอมเพล็กซ์ที่มีขนาดสำคัญเรียกว่าไพรูเวตดีไฮโดรจีเนส ปฏิกิริยานี้จำเป็นต้องมีกลุ่มของปัจจัยร่วม

ขั้นตอนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในกระบวนการควบคุมเซลล์เนื่องจากมีการกำหนดปริมาณ acetyl CoA ที่เข้าสู่วงจร Krebs ที่นี่

เมื่อระดับต่ำการผลิตอะซิทิลโคเอนไซม์เอจะดำเนินการโดยβ-oxidation ของกรดไขมัน

Extramitochondrial

เมื่อระดับกลูโคสสูงปริมาณซิเตรตจะเพิ่มขึ้นด้วย ซิเตรตจะถูกเปลี่ยนเป็น acetyl coezyme A และ oxaloacetate โดยเอนไซม์ ATP citrate lyase

ในทางตรงกันข้ามเมื่อระดับต่ำ CoA จะถูก acetylated โดย acetyl CoA synthetase ในทำนองเดียวกันเอทานอลทำหน้าที่เป็นแหล่งของคาร์บอนสำหรับ acetylation โดยใช้เอนไซม์แอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนส

คุณสมบัติ

Acetyl-CoA มีอยู่ในวิถีการเผาผลาญที่หลากหลาย บางส่วนมีดังนี้:

วงจรกรดซิตริก

Acetyl CoA เป็นเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการเริ่มวงจรนี้ อะซิทิลโคเอนไซม์เอถูกควบแน่นพร้อมกับโมเลกุลของกรดออกซาโลอะซิติกเป็นซิเตรตซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ซิเตรตซิเตรต

อะตอมของโมเลกุลนี้ยังคงเกิดออกซิเดชันของพวกเขาจนกว่าพวกเขาฟอร์ม CO 2 สำหรับทุกโมเลกุลของ acetyl CoA ที่เข้าสู่วงจรจะมีการสร้าง ATP 12 โมเลกุล

การเผาผลาญไขมัน

Acetyl CoA เป็นผลิตภัณฑ์ที่สำคัญในการเผาผลาญไขมัน เพื่อให้ลิพิดกลายเป็นโมเลกุลของอะซิทิลโคเอนไซม์เอจำเป็นต้องมีขั้นตอนของเอนไซม์ต่อไปนี้:

- กรดไขมันจะต้อง "เปิดใช้งาน" กระบวนการนี้ประกอบด้วยกรดไขมันที่จับกับ CoA ในการทำเช่นนี้โมเลกุลของ ATP จะถูกแยกออกเพื่อให้พลังงานที่ช่วยให้การรวมกันนี้

- ออกซิเดชั่นของอะซิลโคเอนไซม์เอเกิดขึ้นโดยเฉพาะระหว่างคาร์บอนαและβ ตอนนี้โมเลกุลเรียกว่า acyl-a enoyl CoA ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการแปลง FAD เป็น FADH ₂ (รับไฮโดรเจน)

- พันธะคู่ที่เกิดขึ้นในขั้นตอนก่อนหน้าได้รับ H บนอัลฟาคาร์บอนและไฮดรอกซิล (-OH) บนเบต้า

- β-oxidation เกิดขึ้น (βเนื่องจากกระบวนการเกิดขึ้นที่ระดับของคาร์บอนนั้น) หมู่ไฮดรอกซิลเปลี่ยนเป็นหมู่คีโต

- โมเลกุลของโคเอ็นไซม์ A ทำลายพันธะระหว่างคาร์บอน สารประกอบดังกล่าวถูกจับกับกรดไขมันที่เหลือ ผลิตภัณฑ์นี้คือโมเลกุล Acetyl CoA และอีกโมเลกุลที่มีคาร์บอนน้อยกว่า 2 อะตอม (ความยาวของสารประกอบสุดท้ายขึ้นอยู่กับความยาวเริ่มต้นของลิพิดตัวอย่างเช่นหากมี 18 คาร์บอนผลลัพธ์จะเป็นคาร์บอนสุดท้าย 16)

เส้นทางการเผาผลาญสี่ขั้นตอนนี้: ออกซิเดชั่นไฮเดรชั่นออกซิเดชั่นและไธโอไลซิสซึ่งทำซ้ำจนกว่า acetyl CoA สองโมเลกุลจะยังคงเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย นั่นคือกรดเกรดทั้งหมดจะกลายเป็น acetyl CoA

เป็นมูลค่าจดจำว่าโมเลกุลนี้เป็นเชื้อเพลิงหลักของวงจร Krebs และสามารถเข้าสู่มันได้ อย่างขะมักเขม้นกระบวนการนี้จะผลิต ATP มากกว่าการเผาผลาญคาร์โบไฮเดรต

การสังเคราะห์เนื้อคีโตน

การก่อตัวของคีโตนเกิดขึ้นจากโมเลกุลของอะซิทิลโคเอนไซม์เอซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์จากการออกซิเดชั่นของไขมัน เส้นทางนี้เรียกว่าคีโตเจเนซิสและเกิดขึ้นในตับ โดยเฉพาะมันเกิดขึ้นในไมโตคอนเดรียของเซลล์ตับ

ร่างกายของคีโตนเป็นชุดของสารประกอบที่ไม่เหมือนกันซึ่งละลายได้ในน้ำ เป็นกรดไขมันที่ละลายน้ำได้

บทบาทพื้นฐานคือทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเนื้อเยื่อบางชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงอดอาหารสมองสามารถใช้ร่างกายของคีโตนเป็นแหล่งพลังงาน ภายใต้สภาวะปกติสมองจะใช้กลูโคส

วงจร Glyoxylate

วิถีนี้เกิดขึ้นในออร์แกเนลล์เฉพาะที่เรียกว่าไกลออกซิโซมซึ่งมีอยู่เฉพาะในพืชและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่นโปรโตซัว อะซิทิลโคเอนไซม์เอจะถูกเปลี่ยนเป็นซัคซิเนตและสามารถรวมเข้ากับวัฏจักรกรดเครบส์ได้

กล่าวอีกนัยหนึ่งเส้นทางนี้อนุญาตให้ข้ามปฏิกิริยาบางอย่างของวงจร Krebs โมเลกุลนี้สามารถเปลี่ยนเป็น malate ซึ่งสามารถเปลี่ยนเป็นน้ำตาลกลูโคสได้

สัตว์ไม่มีการเผาผลาญที่จำเป็นในการทำปฏิกิริยานี้ ดังนั้นจึงไม่สามารถสังเคราะห์น้ำตาลนี้ได้ ในสัตว์ acetyl CoA carbons ทั้งหมดจะถูกออกซิไดซ์เป็น CO ₂ซึ่งไม่เป็นประโยชน์สำหรับวิถีการสังเคราะห์ทางชีวภาพ

ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการย่อยสลายกรดไขมันคืออะซิทิลโคเอนไซม์เอดังนั้นในสัตว์จึงไม่สามารถนำสารประกอบนี้มาสังเคราะห์ใหม่ได้

อ้างอิง

1. Berg, JM, Stryer, L. , และ Tymoczko, JL (2007) ชีวเคมี. ฉันย้อนกลับ
2. Devlin, TM (2004) ชีวเคมี: ตำราที่มีการใช้งานทางคลินิก ฉันย้อนกลับ
3. Koolman, J. , & Röhm, KH (2005). ชีวเคมี: ข้อความและแผนที่ Panamerican Medical Ed.
4. Peña, A. , Arroyo, A. , Gómez, A. , & Tapia R. (2004). ชีวเคมี. กองบรรณาธิการ Limusa
5. Voet, D. , & Voet, JG (2006). ชีวเคมี. Panamerican Medical Ed.