Acetil-CoA
definición
Acetil-CoA o acetil coenzima A es un componente de la respiración celular (conversión de energía) que agrega grupos acetil a las reacciones bioquímicas. Estas reacciones se utilizan en la metabolización de proteínas, carbohidratos y lípidos que proporcionarán fuentes de energía en forma de trifosfato de adenosina (ATP), ácido láctico y cuerpos cetónicos. Investigaciones recientes muestran que la acetil-CoA también juega un papel regulador importante en los mecanismos intracelulares. También es esencial para la producción de energía cuando se ayuna o se muere de hambre.,
formación de acetil-CoA
la formación de acetil-CoA ocurre dentro o fuera de las mitocondrias celulares. Como metabolito (una sustancia necesaria para el metabolismo), la acetil-CoA debe estar disponible libremente. Se puede producir a través del catabolismo (descomposición) de carbohidratos (glucosa) y lípidos (ácidos grasos). Su trabajo principal es transferir los átomos de carbono en acetil a otras moléculas.
los componentes de acetil co-A son, no es sorprendente, acetil y coenzima A. Un grupo acetilo está representado por la fórmula química CH3CO., El acetil se produce por la descomposición del piruvato, un derivado de los carbohidratos. Cuando el piruvato se descompone, produce pequeñas moléculas de carbono enlazadas (C2). Cuando reaccionan con CoA, la molécula combinada se convierte en acetil-CoA.
la Coenzima a es Un cofactor de ayuda de una enzima para proporcionar un efecto. El Co-A se produce a través de la ingestión de vitamina B5 (ácido pantoténico o pantotenato)., Las fuentes naturales de esta vitamina son la col y el brócoli, los granos enteros y las papas. La fórmula química de la coenzima A es C23H38N7O17P3S.
muchos tipos de bacterias intestinales fabrican pantotenato a partir de ciertos aminoácidos. Cuando los niveles de pantotenato en el cuerpo son bajos, los niveles de CoA y acetil-CoA también serán bajos. Como la producción de CoA se superpone con otras vías productoras de vitaminas, estas también pueden afectar la disponibilidad de CoA y acetil-CoA. Ejemplos de vitaminas competidoras son el ácido fólico y la tiamina.,
Acetil se une con la coenzima a en circunstancias controladas. Estas vías de formación se describen con más detalle en los siguientes párrafos. El conocimiento básico del ciclo del Kreb o ciclo del ácido cítrico es extremadamente útil cuando se aprende sobre acetil-CoA.
la formación de acetil-CoA a través de la glucosa
la formación de acetil-CoA ocurre más comúnmente durante el catabolismo de la glucosa., Después de que los carbohidratos han sido descompuestos por las enzimas digestivas, puede comenzar la primera etapa del metabolismo celular de la glucosa o glucólisis. La glucólisis es la descomposición de las moléculas de glucosa. Este mecanismo tiene lugar en el citosol celular. En la imagen de abajo, la glicólisis está representada en la caja púrpura.,
en términos simplificados, una reacción de glicólisis produce dos iones de hidrógeno, una ganancia total de dos moléculas de ATP, y dos moléculas de agua y piruvato de una sola molécula de glucosa (chh₂₂o)).
la glucosa C6 se convierte en dos moléculas de piruvato C3. La fórmula química completa para el piruvato es C3H3O3-si nos fijamos en las dos fórmulas químicas de piruvato y glucosa, la glucosa casi se ha dividido por la mitad., Los átomos de hidrógeno han sido liberados durante la reacción de glucólisis.
el segundo paso del metabolismo de la glucosa depende de la presencia o ausencia de oxígeno o la capacidad de las células para usarlo. Cuando no hay oxígeno disponible o está limitado, el piruvato viaja por una vía anaeróbica que conduce a la producción de ácido láctico (respiración anaeróbica).,
La respiración aeróbica (producción de energía en presencia de oxígeno), sin embargo, envía piruvato en el ciclo del ácido cítrico. El ciclo del ácido cítrico, también conocido como el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA) o ciclo de Kreb, es la piedra angular de la producción de energía intracelular.
La entrada en el ciclo aeróbico solo puede ocurrir después de que se hayan realizado tres pasos preparatorios., En primer lugar, las dos moléculas de piruvato (C3) sufren fosforilación oxidativa (intercambio de electrones). Este paso no implica acetil-CoA.
en segundo lugar, una fase de liberación de energía convierte ADP en cuatro moléculas de ATP. Una vez más, no se requiere acetil-CoA.
el tercer paso es la conversión del piruvato en acetilo y la Unión posterior del acetilo con la coenzima A Disponible. solo una vez que estos tres eventos han tenido lugar puede proceder el siguiente paso, el ciclo de Kreb.,
La conversión de piruvato a acetil-CoA es también un proceso de tres pasos llamado piruvato descarboxilación oxidativa. Esta vía tiene lugar dentro de las mitocondrias celulares; las moléculas de piruvato entran en las mitocondrias a través del transporte activo.
primero, un grupo anión carboxilato cargado negativamente (COO−) se elimina del piruvato (C3H4O3) por la enzima piruvato deshidrogenasa para formar dióxido de Carbono (CO2). El piruvato ahora se ha convertido en C2H3O o acetil.,
en segundo lugar, la carga negativa del grupo anión carboxilato ayuda a las reacciones cofactores (reacciones nad+ y NADH). Si estás familiarizado con el ciclo del Kreb, sabrás que estos dos cofactores juegan un papel extremadamente importante en la producción de energía.
el paso final de la descarboxilación oxidativa del piruvato es la Unión de la coenzima A al acetil. Este enlace de alta energía y muy reactivo se forma entre el grupo acetil y el azufre de la coenzima A para formar acetil-CoA. Esta molécula ahora puede contribuir directamente al ciclo del ácido cítrico.,
El ciclo del ácido cítrico se forma constantemente y regenera la coenzima a y la acetil-CoA. Una sola molécula de acetil-CoA producirá de 10 a 12 moléculas de ATP. Cuando el grupo acetilo ha sido liberado de acetil-CoA, la coenzima A restante ayuda en la conversión del piruvato en acetil-CoA antes de volver a entrar en el ciclo del ácido cítrico.,
la formación de acetil-CoA a través de ácidos grasos
la formación de acetil-CoA también se dice que ocurre a través del catabolismo de ácidos grasos; sin embargo, ahora se entiende que este acetil-CoA es un producto del metabolismo de los carbohidratos. Como acetil-CoA se puede convertir en lípidos y viceversa, a veces se confunde con un papel separado; su verdadero papel es como un catalizador del metabolismo de monosacárido (glucosa).
en el metabolismo de las grasas, los triglicéridos ingeridos se descomponen en sus ácidos grasos libres de forma más pequeña; estos se transportan al torrente sanguíneo., Las células grasas (adipocitos) en el tejido adiposo unen estos ácidos grasos con glicerol y los almacenan como cadenas de triglicéridos para servir como fuente de energía de respaldo. Cuando las fuentes de carbohidratos son bajas, la energía se puede obtener de la grasa.
esto implica la lipólisis de los triglicéridos en ácidos grasos con carga negativa y glicerol. Las reacciones de oxidación (adición de oxígeno) de los ácidos grasos forman acil CoA graso – no acetil CoA. Aquí es donde radica la confusión., El cuerpo no puede usar acil CoA en el ciclo del Kreb. Debe convertirse en acetil-CoA.
la conversión de acil CoA graso a acetil CoA ocurre dentro de las mitocondrias y requiere la enzima acil CoA deshidrogenasa y toda una serie de reacciones que continúan hasta que todos los carbonos en la cadena de ácidos grasos se han convertido en moléculas de acetil CoA. Estos pueden entonces entrar en el ciclo del Kreb. Los rendimientos de ATP de los ácidos grasos son mucho más bajos que los de los monosacáridos, solo de 14 a 36 carbohidratos.,
Acetil-CoA Estructura
Acetil-CoA estructura se compone de un transporte de la coenzima grupo y se adjunta un grupo acetilo. Una coenzima ayuda a una enzima en la descomposición de una gama de moléculas biológicas.
los grupos acetilo contienen dos unidades de carbono y tienen la fórmula química C2H3O. están compuestos por un grupo metilo (CH3) unido a través de un enlace simple a un grupo carbonilo de doble enlace (CO).,
en acetil-CoA, el grupo acetil se une a la coenzima A. molécula compuesta de beta-mercaptoetilamina, ácido pantoténico (una vitamina esencial), fosfato y adenosina difosfato (ADP). La parte de la coenzima es un transportador para el grupo acetilo. Lleva el grupo acetilo al lugar correcto y permite que el grupo acetilo transfiera dos átomos de carbono a otras sustancias dentro del ciclo del ácido cítrico.,
Acetil-CoA en la gluconeogénesis
la gluconeogénesis es, en términos simples, glucólisis en sentido inverso. Cuando los niveles de glucosa son bajos, como en un episodio de hipoglucemia diabética o durante la inanición o el ayuno a largo plazo, el cuerpo puede producir glucosa a partir de fuentes no carbohidratos. Acetil-CoA juega un papel regulador importante en la gluconeogénesis. La mayor parte de la gluconeogénesis ocurre en las células del hígado; reacciones menores tienen lugar en las células de los riñones.,
en la gluconeogénesis, el piruvato debe convertirse primero en fosfoenol pirúvico (Pep) ácido bajo la influencia de varias enzimas. Acetil-CoA regula esta tasa de conversión, ya que controla directamente una de las muchas enzimas involucradas en este paso – piruvato carboxilasa.
La retroalimentación sobre la necesidad del cuerpo y el suministro de energía también se proporciona a través de la disponibilidad de acetil-CoA., Cuando los niveles de acetil-CoA son altos, el piruvato se elimina del ciclo del ácido cítrico y se almacena.
el siguiente paso es la conversión de fructosa en una forma de glucosa dentro del retículo endoplásmico de la célula (del hígado). Esta glucosa proporciona energía adicional y rentable y también repone las reservas de glucógeno perdidas en el hígado. Los pasos preparatorios se siguen como se describe en la formación de acetil-CoA a través de la sección de glucosa anterior.
acetil coenzima a: Roles adicionales
Acetil-CoA tiene muchos roles adicionales., Estos incluyen lípidos, colesterol y síntesis de esteroides que son la fuente de sales biliares, hormonas sexuales, aldosterona y cortisol. Estos productos químicos y hormonas apoyan una amplia gama de funciones digestivas, reproductivas y del sistema nervioso.
Los cuerpos cetónicos, un tema popular de discusión en los foros de pérdida de peso, son el resultado de eventos de inanición., La disponibilidad de ácido oxaloacético es importante dentro del ciclo del ácido cítrico y está directamente asociada con la disponibilidad de acetil-CoA. En el ciclo del ácido cítrico, la acetil-CoA se combina con el ácido oxaloacético para formar ácido cítrico.
cuando está en modo de inanición o durante períodos de hipoglucemia, las reservas de glucógeno se agotan o no se pueden usar. La gluconeogénesis-síntesis de glucosa a partir de grasas y proteínas – es necesaria. Si el ácido oxaloacético es escaso, acetil CoA forma cuerpos cetónicos (cetogénesis) en su lugar. Con cuerpos cetónicos, no se requiere ácido oxaloacético.,
es que los cuerpos cetónicos que se pueden detectar en el aliento de las personas que sufren de cetoacidosis diabética. Los cuerpos cetónicos pueden proporcionar energía para los órganos más importantes (corazón, riñones y cerebro) cuando los niveles de glucosa son bajos.,
este uso de fuentes de energía sin glucosa también es la base de las dietas bajas en carbohidratos, como la dieta Atkins muy baja en carbohidratos o sin carbohidratos (que ha causado mucha controversia a lo largo de los años) y más recientemente se han anunciado estilos de vida de ayuno intermitente que permiten carbohidratos pero involucran estados de ayuno de 12 a 72 horas. Los efectos a largo plazo del ayuno intermitente aún no se han demostrado, pero hasta ahora los resultados parecen positivos. Las dietas bajas o nulas de carbohidratos parecen proporcionar evidencia contradictoria., Aquellos que consideren cualquiera de estas dietas deben consultar con su médico primero y organizar análisis de sangre semestrales.
