Metabolisme intermediari
Àcid pantotènic, en forma de coenzim A, participa en reaccions múltiples en el metabolisme intermedi. Això inclou el metabolisme de l’energia, els glúcids, els greixos i els aminoàcids. Es caracteritza per les vies metabòliques que es produeixen a les interfícies del metabolisme anabòlic i catabòlic. Els processos anabòlics (acumulació) inclouen la síntesi enzimàtica de components cel·lulars de molècules grans, com ara hidrats de carboni, proteïnes i greixos, de petites molècules amb l’ajut d’ATP. Les reaccions catabòliques - degradatives - es caracteritzen per la degradació oxidativa de nutrients importants molècules, Com ara hidrats de carboni, greixos i proteïnes, a més petit més senzill molècules, com les pentoses o les hexoses, àcids grassos, aminoàcids, carboni diòxid i aigua. El catabolisme s’associa amb l’alliberament d’energia en forma d’ATP. La funció essencial del coenzim A és transferir grups acil. En aquest procés, CoA estableix, d’una banda, una connexió amb el residu d’acil a transferir i, d’altra banda, connexions a importants enzims del metabolisme intermediari. D’aquesta manera, tant els grups acil com el enzims s’activen, cosa que els permet experimentar certes reaccions químiques al cos a un ritme suficient. Sense el coenzim A, els socis d’unió serien molt més reactius. La transferència del grup acil pel coenzim A es desenvolupa de la següent manera. En un primer pas, el coenzim A, lligat lliurement a un apoenzim - porció de proteïna d’un enzim - pren un grup acil d’un donant adequat, com ara piruvat, alcà o àcids grassos. L’enllaç entre CoA i l’acil es produeix entre el grup SH (grup tiol) del residu de cisteamina de la molècula del coenzim A i el grup carboxil (COOH) de l’acil. Aquest enllaç s’anomena enllaç tioèster. Té molta energia i té un gran potencial de transferència de grup. Els enllaços tioèster coneguts són, per exemple, acetil-, propionil- i malonil-CoA, així com el tioèster d’àcids grassos-CoA. Finalment, el grup SH del coenzim A representa el seu grup reactiu, motiu pel qual el coenzim A sovint s’abreuja com CoA En un segon pas, el coenzim A es separa d’un apoenzim en relació amb el residu d’acil com a acil-CoA i es transfereix a un altre apoenzim. En un pas final, el CoA unit a l’enzim transfereix el grup acil a un acceptor adequat, com a oxaloacetat o àcid gras sintasa. També es poden produir diverses reaccions més catalitzades per enzims entre l’adquisició i l’alliberament del grup acil per part de CoA. Per exemple, l’estructura del grup acil es pot alterar durant la unió al coenzim A, per exemple, la conversió enzimàtica de l’àcid propiónic en succinat. Contribució de l’àcid pantotènic com a coenzim A al metabolisme dels aminoàcids.
Degradació enzimàtica de:
- Isoleucina, leucina i triptòfan a acetil-CoA.
- Valina a metilmalonil-CoA
- Isoleucina a propionil-CoA
- Fenilalanina, tirosina, lisina i triptòfan a acetoacetil-CoA
- Leucina a 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA
L 'àcid pantotènic continua jugant un paper central en el
Modificació del mòbil proteïnes. Les reaccions d'acil i acetilació, respectivament, poden influir fortament en l'activitat, l'estructura i la localització de les proteïnes. La modificació més freqüent és la transferència de grups acetil per CoA a l’extrem N-terminal d’una cadena peptídica, normalment a metionina, alanina Com a possible funció d’aquesta acetilació, s’està discutint la protecció de les proteïnes cel·lulars contra la degradació proteolítica. acetilcolina, àcid pantotènic és essencial per a la formació de taurina i àcid 2-aminoetanosulfònic, respectivament. Taurina és un producte final estable en el metabolisme del sofre-que conté aminoàcids cisteïna i metionina. El compost semblant als aminoàcids actua per una banda com a neurotransmissor (substància missatgera) i, d’altra banda, serveix per estabilitzar el fluid equilibrar a les cel·les. A més, taurina participa en el manteniment del sistema immune i prevé la inflamació.
Acetil coenzim A
Per al metabolisme intermedi, el més significatiu ester del coenzim A s’activa àcid acètic, acetil-CoA. És el producte final del metabolisme de carbohidrats, greixos i aminoàcids o proteïnes catabòlics. Acetil-CoA format a partir de hidrats de carboni, els greixos i les proteïnes es poden introduir al cicle del citrat mitjançant la transferència del grup acetil a oxaloacetat mitjançant citrat sintasa dependent de CoA per formar citrat, on es pot degradar completament a carboni diòxid i aigua per produir energia en forma d’ATP. El principal derivat de CoA en el cicle del citrat és l’àcid succínic activat, el succinil-CoA. Es forma a partir d’alfa-cetoglutarat com a resultat d’una reacció de descarboxilació per part de l’alfa-cetoglutarat deshidrogenasa dependent del CoA. Per l’acció d’un altre enzim dependent de CoA, la reacció del succinil-CoA amb la glicina condueix a la formació d’àcid delta-aminolevulinic. Aquest darrer és el precursor de l'anell corrin vitamina B12 i l 'anell de porfirina en citocroms, així com proteïnes hemòtiques, com ara hemoglobina. . In En àcid pantotènic deficiència, anèmia (anèmia) es produeix en experiments amb animals a causa del dèficit de hemoglobinaA més dels processos metabòlics catabòlics, l’acetil-CoA participa en les següents síntesis:
- Àcids grassos, triglicèridsi fosfolípids.
- Cossos cetònics: acetoacetat, acetona i àcid beta-hidroxibutíric.
- Esteroides, com ara colesterol, àcids biliars, ergosterol: precursor de l'ergocalciferol i la vitamina D2, respectivament, suprarenals i sexuals les hormones.
- Tots els components compostos d’unitats isoprenoides, com ara la ubiquinona i el coenzim Q, respectivament, amb cadena lateral isoprenoide lipofílica: l’àcid mevalonic és el precursor isoprenoide i es forma per condensació de tres molècules d’acetil-CoA.
- Hem: un complex de porfirina que conté ferro que es troba com a grup protètic en proteïnes conegudes com a citocroms; les principals hemoproteïnes derivades inclouen l’hemoglobina (pigment sanguini), la mioglobina i els citocroms de la cadena respiratòria mitocondrial i els sistemes de degradació de fàrmacs - P450
- La acetilcolina, un dels neurotransmissors més importants del país cervell - per exemple, media la transmissió de l'excitació entre el nervi i el múscul a la placa neuromuscular i la transmissió de la primera a la segona de les dues cèl·lules nervioses connectades en sèrie a l'autònoma sistema nerviós, és a dir, tant en el sistema nerviós simpàtic com en el parasimpàtic
- La formació de sucres d’importants components de glicoproteïnes i glicolípids, com ara N-acetilglucosamina, N-acetilgalactosamina i àcid N-acetilneuroàmic: les glicoproteïnes serveixen, per exemple, com a components estructurals de les membranes cel·lulars, de mucus (mucus) de diverses membranes mucoses, de hormones com la tirotropina, de les immunoglobulines i interferons, i per a la interacció cel·lular a través de proteïnes de membrana; els glicolípids també participen en la construcció de membranes cel·lulars
A més, l’acetil-CoA reacciona amb les drogues, Com ara sulfonamides, que han de ser acetilats per a la seva excreció al fetge. Per tant, l'acetil-CoA contribueix a la desintoxicació of les drogues.Acetilació del pèptid les hormones durant la seva escissió del precursor del polipèptid afecta la seva activitat de diferents maneres. Per exemple, l’epinefrina s’inhibeix en la seva activitat com a resultat de la transferència d’un grup acetil a l’extrem N-terminal de la cadena peptídica, mentre que l’hormona estimulant dels melanòcits-MHS s’activa mitjançant acetilació. Exemples d’enzims intermediaris dependents de CoA metabolisme implicat en la formació i degradació de l’acetil-CoA:
- Piruvat deshidrogenasa: després de la glicòlisi (glucosa aquest complex enzimàtic condueix a la descarboxilació oxidativa del piruvat a acetil-CoA.
- Acetil-CoA carboxilasa: conversió d’acetil-CoA en malonil-CoA per a la síntesi d’àcids grassos.
- Acil-CoA deshidrogenasa, t-enol-CoA hidratasa, beta-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa, tiolasa: degradació d’àcids grassos saturats en el marc de la beta-oxidació a acetil-CoA; en beta-oxidació, sempre es separen dos àtoms de carboni d'un àcid gras en forma d'acetil-CoA, per exemple, la degradació de l'àcid palmític saturat - C16: 0 - es formen vuit molècules d'acetil-CoA
- La tioloasa, 3-hidroxi-3-metilglutari-CoA reductasa - HMG reductasa - l'antic enzim condueix a la conversió de l'acetil-CoA en 3-hidroxi-3-metilglutari-CoA, que pot reaccionar encara més per formar cossos cetònics; La HMG reductasa redueix l’HMG-CoA a mevalonat per a la síntesi d’esteroides pertanyents a lípids, Com ara colesterol.
Acil coenzim A
Acil-CoA és el nom d’un residu d’àcids grassos activat àcids són relativament inerts, primer han de ser activats per CoA abans que puguin experimentar reaccions. L’enzim crucial per a l’activació és l’acil-CoA sintetasa, també coneguda com tioquinasa, que és un enzim dependent de la CoA. La tioquinasa condueix a la formació d’acil adenilat mitjançant l’addició d’ATP al grup carboxil de l’àcid gras amb la divisió de dos fosfat residus de l’ATP. En aquest procés, el adenosina el trifosfat es converteix en monofosfat d’adenosina - AMP. Posteriorment, l'AMP es trenca de l'acil adenilat i l'energia alliberada en aquest procés s'utilitza per a l'esterificació del fragment acil amb el coenzim A. Aquest pas també és catalitzat per la tioquinasa. àcids són capaços de reaccions, com la beta-oxidació, només en forma de compost ric en energia amb CoA. Per a la beta-oxidació: degradació dels greixos saturats àcids - l’acil-CoA s’ha de transportar a la matriu mitocondrial. Els àcids grassos de cadena llarga només poden travessar la membrana mitocondrial interna amb l'ajut de la molècula de transport L-carnitina. CoA transfereix el grup acil a carnitina, que transporta el residu d’àcids grassos a la matriu mitocondrial. Allà, el grup acil està unit pel coenzim A, de manera que l’acil-CoA torna a estar present. A la matriu mitocondrial s’inicia la beta oxidació real. Es produeix per etapes en una seqüència que es repeteix de quatre reaccions individuals. Els productes d’una única seqüència de les quatre reaccions individuals inclouen una molècula d’àcid gras que és dues carboni àtoms més curts en forma d’acil-CoA i un residu d’acetil unit al coenzim A, que es compon dels dos àtoms de C de l’àcid gras que s’han separat. L’àcid gras, que és dos àtoms de C més petit, es retorna a el primer pas de beta-oxidació i se sotmet a un reduït escurçament. Aquesta seqüència de reacció es repeteix fins que queden dues molècules d’acetil-CoA al final. Aquests poden entrar al cicle dels citrats per a una degradació addicional o ser utilitzats per a la síntesi de cossos cetònics o àcids grassos. A més de la transferència de grups acetil, també és important la transferència de residus d’acil pel coenzim A. Amb freqüència es produeixen acilacions amb àcid mirístic àcid gras C14 saturat, i el residu acil s’uneix a un residu de glicina N-terminal d’una proteïna, com ara la citocromreductasa i la proteïna quinasa. CoA també transfereix l'acil de l'àcid gras palmític C16 a una serina o cisteïna residu de proteïnes, com el de ferro transferrina receptor, el insulina receptor, i glicoproteïnes de membrana de les cèl·lules de la sistema immuneÉs probable que aquestes acilacions serveixin per permetre que la proteïna s’uneixi a les biomembranes. A més, es discuteix que la transferència de grups acil afecta la capacitat de la proteïna de participar en els passos reguladors de la transducció del senyal.
La 4́-fosfopantetheina com a coenzim de l'àcid gras sintasa
A més de la seva importància com a element bàsic del coenzim A, l'àcid pantotènic en forma de fosfopantetheina té una funció important com a grup protètic de la proteïna portadora d'acil (ACP) de l'àcid gras sintasa. L’àcid gras sintasa representa una proteïna multifuncional que es divideix en diferents seccions espacials mitjançant el plegament. Cadascuna d’aquestes seccions posseeix una d’un total de set activitats enzimàtiques. Una d’aquestes seccions està formada per la proteïna portadora d’acil, que conté un grup SH perifèric format per un residu cisteinil i un grup SH central. La 4́-fosfopantetheina forma el grup SH central en estar lligada covalentment amb la seva fosfat agrupa al residu de serina de l’ACP. La biosíntesi d’àcids grassos saturats procedeix en una seqüència cíclica ordenada, i l’àcid gras que s’ha de sintetitzar s’ofereix al seu torn a les seccions enzimàtiques individuals de l’àcid gras sintasa. Durant la síntesi, el grup SH terminal de 4́-fosfopantetheina té el paper d'acceptador del residu malonil que s'ha de prendre durant cada manipulació. A més, serveix de transportador d’àcids grassos en creixement. El coenzim A també participa en la formació d’àcids grassos i la seva incorporació a, per exemple, esfingolípids o fosfolípids [4, 10. Els esfingolípids són blocs constructius de mielina (beina de mielina d'una neurona, és a dir, a cèl·lula nerviosa) i, per tant, són importants per a la transducció del senyal nerviós. Fosfolípids pertanyen a la família dels lípids de la membrana i formen el component principal de la bicapa lipídica d’una biomembrana. Per a l’inici de la biosíntesi d’àcids grassos, CoA transfereix un grup acetil a un grup SH enzimàtic, així com un residu malonil al 4́-unit a l’enzim. fosfantantetina d’àcids grassos sintasa. La condensació es produeix entre els radicals acetil i malonil, que condueix a la formació d’un beta-cetoaciltioèster amb eliminació of diòxid de carboni. Una reducció, eliminació of aigua, i una altra reducció resulta en un aciltioèster saturat. Amb cada cicle cíclic, la cadena d’àcids grassos s’allarga amb dos àtoms de carboni. Per sintetitzar un mol d’àcid gras C16 o C18, es requereix un mol d’acetil-CoA com a arrencador i set o vuit mols de malonil-CoA com a proveïdors d'unitats C2 addicionals.
