Acetyl-CoA (Svenska)
Definition
Acetyl-CoA eller acetyl coenzym A är en komponent i cellulär andning (energiomvandling) som lägger till acetylgrupper till biokemiska reaktioner. Dessa reaktioner används vid metabolisering av proteiner, kolhydrater och lipider som kommer att ge energikällor i form av adenosintrifosfat (ATP), mjölksyra och ketonkroppar. Ny forskning visar att acetyl-CoA också spelar en viktig reglerande roll i intracellulära mekanismer. Det är också viktigt för energiproduktion vid fasta eller svältande.,
bildning av Acetyl-CoA
bildning av Acetyl-CoA sker inom eller utanför cellens mitokondrier. Som metabolit (ett ämne som är nödvändigt för metabolism) måste acetyl-CoA vara fritt tillgängligt. Det kan produceras via katabolism (nedbrytning) av kolhydrater (glukos) och lipider (fettsyror). Dess främsta uppgift är att överföra kolatomerna i acetyl till andra molekyler.
komponenterna i acetyl co-A är inte överraskande acetyl och coenzym A. en acetylgrupp representeras av den kemiska formeln CH3CO., Acetyl produceras genom nedbrytning av pyruvat, ett derivat av kolhydrater. När pyruvat bryts ner, producerar det små bundna kolmolekyler (C2). När de reagerar med CoA blir den kombinerade molekylen acetyl-CoA.
koenzym A är en kofaktor – det hjälper ett enzym att ge en effekt. Co-produceras genom intag av vitamin B5 (pantotensyra eller kalciumpantotenat)., Naturliga källor till detta vitamin är kål och broccoli, fullkorn och potatis. Den kemiska formeln för koenzym A är c23h38n7o17p3s.
många typer av tarmbakterier tillverkar pantotenat från vissa aminosyror. När pantotenatnivåerna i kroppen är låga kommer CoA-och acetyl-CoA-nivåerna också att vara låga. Eftersom CoA-produktionen överlappar andra vitaminproducerande vägar kan dessa också påverka tillgången på både CoA och acetyl-CoA. Exempel på konkurrerande vitaminer är folsyra och tiamin.,
Acetyl binder med coenzym A under kontrollerade omständigheter. Dessa bildningsvägar beskrivs mer detaljerat i följande stycken. Grundläggande kunskaper om Krebs cykel eller citronsyracykel är extremt användbara när man lär sig om acetyl-CoA.
Acetyl-CoA-bildning Via glukos
Acetyl-CoA-bildning uppträder oftast under glukoskatabolism., Efter att kolhydrater har brutits ner av matsmältningsenzymer kan den första etappen av cellulär glukosmetabolism eller glykolys börja. Glykolys är nedbrytningen av glukosmolekyler. Denna mekanism sker i cellcytosol. I nedanstående bild representeras glykolys i den lila lådan.,
i förenklade termer ger en glykolysreaktion två vätejoner, en total vinst på två ATP-molekyler och två vardera av vatten och pyruvatmolekyler från en enda glukosmolekyl (ordförande
C6 glukos blir två C3 pyruvatmolekyler. Den fullständiga kemiska formeln för pyruvat är C3H3O3-om man tittar på de två kemiska formlerna pyruvat och glukos har glukosen nästan delats i hälften., Väteatomer har släppts under glykolysreaktionen.
det andra steget av glukosmetabolism beror på närvaron eller frånvaron av syre eller cellernas förmåga att använda den. Om inget eller begränsat syre finns tillgängligt färdas pyruvat en anaerob väg som leder till mjölksyraproduktion (anaerob andning).,
aerob andning (energiproduktion i närvaro av syre) skickar emellertid pyruvat i citronsyracykeln. Citronsyracykeln, annars känd som tricarboxylsyran (TCA) – cykeln eller Krebs cykel, är grundstenen för intracellulär energiproduktion.
inträde i den aeroba cykeln kan endast ske efter tre förberedande steg., För det första genomgår de två pyruvatmolekylerna (C3) oxidativ fosforylering (elektronutbyte). Detta steg innebär inte acetyl-CoA.
För det andra omvandlar en energifrisättande fas ADP till fyra ATP-molekyler. Återigen krävs ingen acetyl-CoA.
det tredje steget är omvandlingen av pyruvat till acetyl och den efterföljande bindningen av acetyl med tillgängligt koenzym A. endast när dessa tre händelser har ägt rum kan nästa steg – Krebs cykel – fortsätta.,
omvandlingen av pyruvat till acetyl-CoA är också en trestegsprocess som kallas pyruvatoxidativ dekarboxylering. Denna väg sker inuti cell mitokondrier; pyruvatmolekyler går in i mitokondrier via aktiv transport.
För det första avlägsnas en negativt laddad karboxylatanjongrupp (COO−) från pyruvat (C3H4O3) av enzymet pyruvatdehydrogenas för att bilda koldioxid (CO2). Pyruvat har nu blivit c2h3o eller acetyl.,
För det andra bidrar den negativa laddningen av karboxylatanjongruppen till kofaktorreaktioner (NAD+ och NADH-reaktioner). Om du är bekant med Krebs cykel vet du att dessa två kofaktorer spelar extremt viktiga roller i energiproduktionen.
det sista steget av pyruvatoxidativ dekarboxylering är bindningen av koenzym A till acetyl. Denna hög energi och mycket reaktiva bindning bildas mellan acetylgruppen och svavel av koenzym A för att bilda acetyl-CoA. Denna molekyl kan nu bidra direkt till citronsyracykeln.,
citronsyrecykeln bildar ständigt och regenererar coenzym A och acetyl-CoA. En enda molekyl av acetyl-CoA kommer att producera 10 till 12 ATP-molekyler. Om acetylgruppen har släppts från acetyl-CoA, hjälper det återstående coenzymet A vid omvandlingen av pyruvat till acetyl CoA innan det återinförs i citronsyracykeln.,
Acetyl-CoA-bildning genom fettsyror
Acetyl-CoA-bildning sägs också ske via fettsyrakatabolism; det är dock nu underförstått att denna acetyl-CoA är en produkt av kolhydratmetabolism. Som acetyl-CoA kan omvandlas till lipider och vice versa är det ibland förvirrad med en separat roll; dess sanna roll är som en monosackarid (glukos) metabolismskatalysator.
i fettmetabolism bryts intagade triglycerider ner i sina minsta formfria fettsyror; Dessa transporteras in i blodomloppet., Fettceller (adipocyter) i fettvävnad binder dessa fettsyror med glycerol och lagrar dem som triglyceridkedjor för att fungera som en backup energikälla. När kolhydrater är låga kan energi erhållas från fett.
detta innebär lipolys av triglycerider till negativt laddade fettsyror och glycerol. Oxidation (tillsats av syre) reaktioner av fettsyror bildar fet acyl CoA-inte acetyl CoA. Det är här förvirringen ligger., Kroppen kan inte använda acyl CoA i Krebs cykel. Den måste omvandlas till acetyl-CoA.
omvandlingen av fet acyl CoA till acetyl CoA sker inom mitokondrier och kräver enzymet acyl CoA-dehydrogenas och en hel serie reaktioner som fortsätter tills alla kol i fettsyrakedjan har omvandlats till acetyl CoA-molekyler. Dessa kan sedan komma in i Krebs cykel. ATP-utbyten från fettsyror är mycket lägre än monosackarider – bara 14 till kolhydraternas 36.,
Acetyl-CoA-strukturen
Acetyl-CoA-strukturen består av en transportkoenzymgrupp och en bifogad acetylgrupp. Ett koenzym hjälper ett enzym i nedbrytningen av en rad biologiska molekyler.
acetylgrupper innehåller två kolenheter och har den kemiska formeln c2h3o. de består av en metylgrupp (CH3) bunden via en enda bindning till en Dubbelbindad karbonylgrupp (CO).,
i acetyl-CoA är acetylgruppens bindningar till koenzym A. coenzym A en molekyl som består av beta-merkaptoetylamin, pantotensyra (ett essentiellt vitamin A).), fosfat och adenosindifosfat (ADP). Koenzymdelen är en transportör för acetylgruppen. Det ger acetylgruppen till rätt plats och tillåter acetylgruppen att överföra två kolatomer till andra ämnen inom citronsyracykeln.,
Acetyl-CoA i glukoneogenes
glukoneogenes är enkelt uttryckt glykolys i omvänd ordning. Där glukosnivåerna är låga, såsom i en diabetisk hypoglykemisk episod eller under svält eller långvarig fastande, kan kroppen göra glukos från icke-kolhydratkällor. Acetyl-CoA spelar en viktig reglerande roll i glukoneogenes. De flesta glukoneogenes förekommer i leverns celler; mindre reaktioner sker i njurarnas celler.,
vid glukoneogenes måste pyruvat först omvandlas till fosfoenolpyruvic (PEP) syra under påverkan av flera enzymer. Acetyl-CoA reglerar denna omvandlingshastighet eftersom den direkt styr en av de många enzymer som är involverade i detta steg – pyruvatkarboxylas.
återkoppling om kroppens behov av och energiförsörjning tillhandahålls också via acetyl-CoA-tillgänglighet., När acetyl-CoA-nivåerna är höga avlägsnas pyruvat från citronsyracykeln och lagras.
nästa steg är omvandlingen av fruktos till en form av glukos inom endoplasmatisk retikulum av (lever) cellen. Denna glukos ger extra, kostnadseffektiv energi och kompletterar även förlorade glykogenbutiker i levern. Förberedande steg följs enligt beskrivningen under bildningen av Acetyl-CoA via Glukossektionen ovan.
acetylkoenzym A: ytterligare roller
Acetyl-CoA har många ytterligare roller., Dessa inkluderar lipid, kolesterol och steroidsyntes som är källan till gallsalter, könshormoner, aldosteron och kortisol. Dessa kemikalier och hormoner stöder ett brett spektrum av matsmältnings -, reproduktiva och nervsystemfunktioner.
ketonkroppar, ett populärt diskussionsämne i viktminskningsforum, är resultatet av svält händelser., Oxaloättiksyra tillgänglighet är viktig inom citronsyracykeln och direkt associerad med acetyl-CoA tillgänglighet. I citronsyracykeln kombinerar acetyl-CoA med oxaloättiksyra för att bilda citronsyra.
När i svält-läge eller under perioder av hypoglykemi blir glykogenreserverna utarmade eller kan inte användas. Glukoneogenes – glukossyntes från fetter och proteiner-är nödvändig. Om oxaloättiksyra är bristfällig bildar acetyl CoA ketonkroppar (ketogenes) istället. Med ketonkroppar krävs ingen oxaloättiksyra.,
det är ketonkroppar som kan detekteras i andan hos personer som lider av diabetisk ketoacidos. Ketonkroppar kan ge energi för de viktigaste organen (hjärta, njurar och hjärna) när glukosnivåerna är låga.,
denna användning av icke-glukosenergikällor är också grunden för lågkolhydratdieter som den mycket låg – till-ingen-kolhydrat Atkins diet (som har orsakat mycket kontroverser genom åren) och mer nyligen annonserade intermittenta fasta livsstilar som tillåter kolhydrater men involverar fasta tillstånd av 12 till 72-timmar. De långsiktiga effekterna av intermittent fastande är ännu inte bevisade, men hittills verkar resultaten positiva. Låg till ingen kolhydratdieter verkar ge motstridiga bevis., De som överväger någon av dessa dieter bör först rådgöra med sin läkare och ordna sexmånaders blodprov.
