Koenzim A - Coenzyme A

koenzim A
Koenzim A.svg
Koenzim-A-3D-vdW.png
İsimler
Sistematik IUPAC adı
[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-Amino-9H-purin-9-il)-4-hidroksi-3-(fosfonooksi)tetrahidro-2-furanil]metil (3R)-3-hidroksi -2,2-dimetil-4-okso-4-({3-okso-3-[(2-sülfaniletil)amino]propil}amino)bütil dihidrojen difosfat
tanımlayıcılar
3B model ( JSmol )
chebi
CHEMBL
Kimyasal Örümcek
İlaç Bankası
ECHA Bilgi Kartı 100.001.472 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
fıçı
ağ Koenzim+A
ÜNİİ
  • InChI=1S/C21H36N7O16P3S/c1-21(2,16(31)19(32)24-4-3-12(29)23-5-6-48)8-41-47(38,39)44- 46(36,37)40-7-11-15(43-45(33,34)35)14(30)20(42-11)28-10-27-13-17(22)25-9- 26-18(13)28/h9-11,14-16,20,30-31,48H,3-8H2,1-2H3,(H,23,29)(H,24,32)(H,36 ,37)(H,38,39)(H2,22,25,26)(H2,33,34,35)/t11-,14-,15-,16?,20-/m1/s1 KontrolY
    Anahtar: RGJOEKWQDUBAIZ-DRCCLKDXSA-N KontrolY
  • InChI=1/C21H36N7O16P3S/c1-21(2,16(31)19(32)24-4-3-12(29)23-5-6-48)8-41-47(38,39)44- 46(36,37)40-7-11-15(43-45(33,34)35)14(30)20(42-11)28-10-27-13-17(22)25-9- 26-18(13)28/h9-11,14-16,20,30-31,48H,3-8H2,1-2H3,(H,23,29)(H,24,32)(H,36 ,37)(H,38,39)(H2,22,25,26)(H2,33,34,35)/t11-,14-,15-,16?,20-/m1/s1
    Anahtar: RGJOEKWQDUBAIZ-DRCCLKDXBU
  • O=C(NCCS)CCNC(=O)C(O)C(C)(C)COP(=O)(O)OP(=O)(O)OC[C@H]3O[C@@H ](n2cnc1c(ncnc12)N)[C@H](O)[C@@H]3OP(=O)(O)O
Özellikler
C 21 H 36 N 7 O 16 P 3 S
Molar kütle 767.535
UV-vis (λ max ) 259.5 nm
absorbans ε 259 = 16,8 mM -1 cm -1
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da).
☒n doğrulamak  ( nedir   ?) KontrolY☒n
Bilgi kutusu referansları

Koenzim A ( CoA , SHCoA , CoASH ) a, koenzim rolü için önemli, sentez ve oksidasyon ve yağ asitleri ve oksidasyon piruvat içinde sitrik asit döngüsü . Bugüne kadar dizilenen tüm genomlar , substrat olarak koenzim A kullanan enzimleri kodlar ve hücresel enzimlerin yaklaşık %4'ü substrat olarak onu (veya bir tiyoester ) kullanır. İnsanlarda, CoA biyosentez gerektirir sistein , pantotenat (B vitamini 5 ) ve adenosin trifosfat (ATP).

Olarak da asetil formu , koenzim A hem de metabolik işlevleri hizmet molekül yönlü yüksek olan anabolik ve katabolik yollar. Asetil-CoA kullanılmaktadır translasyon sonrası düzenleme ve alosterik düzenleme ve piruvat dehidrojenaz ve karboksilazın korumak ve bölüm destek piruvat sentez ve degradasyon.

yapının keşfi

Koenzim A'nın yapısı: 1: 3′-fosfoadenosin. 2: difosfat, organofosfat anhidrit. 3: pantoik asit. 4: β-alanin. 5: sisteamin.

Koenzim A, 1946'da Fritz Lipmann tarafından tanımlandı ve daha sonra ona adını verdi. Yapısı 1950'lerin başında Londra'daki Lister Enstitüsü'nde Lipmann ve Harvard Tıp Okulu ve Massachusetts Genel Hastanesi'ndeki diğer işçiler tarafından birlikte belirlendi . Lipmann başlangıçta hayvanlarda asetil transferini incelemeyi amaçladı ve bu deneylerden enzim ekstraktlarında bulunmayan ancak hayvanların tüm organlarında belirgin olan benzersiz bir faktör fark etti. Faktörü domuz karaciğerinden izole etmeyi ve saflaştırmayı başardı ve fonksiyonunun kolin asetilasyonunda aktif olan bir koenzim ile ilişkili olduğunu keşfetti. Koenzim, "asetatın aktivasyonu" anlamına gelen koenzim A olarak adlandırıldı. 1953'te Fritz Lipmann , "ko-enzim A'yı keşfi ve ara metabolizma için önemi nedeniyle" Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü kazandı.

biyosentez

Koenzim A, doğal olarak sentezlenen pantotenat (B vitamini 5 , et, sebze, tahıl taneleri, baklagiller, yumurta ve süt gibi gıdalarda bulunan). İnsanlarda ve çoğu canlı organizmada pantotenat, çeşitli işlevlere sahip temel bir vitamindir. Escherichia coli dahil olmak üzere bazı bitki ve bakterilerde pantotenat de novo sentezlenebilir ve bu nedenle gerekli görülmez. Bu bakteriler pantotenatı amino asit aspartattan ve valin biyosentezinde bir metabolitten sentezler.

Tüm canlı organizmalarda koenzim A, dört ATP, pantotenat ve sistein molekülü gerektiren beş aşamalı bir süreçte sentezlenir (şekle bakınız):

Pantotenik asitten CoA sentezinin biyosentetik yolunun ayrıntıları.
  1. Pantotenat (B vitamini 5 ) enzimi ile 4'-fosfopantotenat fosforile edilir ve pantotenat kinaz (; CoA, CoaX PANK). Bu, CoA biyosentezinde taahhüt edilen adımdır ve ATP gerektirir.
  2. 4'-fosfo-N-pantotenoilsistein (PPC) oluşturmak için enzim fosfopantotenoilsistein sentetaz (PPCS; CoaB) tarafından 4'-fosfopantotenata bir sistein eklenir . Bu adım, ATP hidrolizi ile birleştirilir.
  3. PPC, fosfopantotenoilsistein dekarboksilaz (PPC-DC; CoaC) tarafından 4′- fosfopanteteine ​​dekarboksillenir
  4. 4′-Fosfopantetein, fosfopantethein adenilil transferaz enzimi (PPAT; CoaD) tarafından defosfo -CoA oluşturmak üzere adenile edilir (veya daha doğrusu AMPile edilir).
  5. Son olarak, defosfo-CoA, enzim defosfokoenzim A kinaz (DPCK; CoaE) tarafından koenzim A'ya fosforile edilir . Bu son adım ATP gerektirir.

Parantez içindeki enzim isimlendirme kısaltmaları, sırasıyla ökaryotik ve prokaryotik enzimleri temsil eder. Bu yol, ürün inhibisyonu ile düzenlenir. CoA, normalde ATP'yi bağlayan Pantotenat Kinaz için rekabetçi bir inhibitördür. Koenzim A, üç ADP, bir monofosfat ve bir difosfat biyosentezden hasat edilir.

Koenzim A, hücre içi koenzim A seviyesi düştüğünde ve de novo yol bozulduğunda alternatif yollarla sentezlenebilir . Bu yollarda koenzim A'nın 4′-fosfopantetein üretebilmesi için gıda gibi harici bir kaynaktan sağlanması gerekir . Ektonükleotid pirofosfatlar (ENPP), koenzim A'yı organizmalarda stabil bir molekül olan 4'-fosfopanteteine ​​bozar. Asil taşıyıcı proteinler (ACP) (ACP sentaz ve ACP bozunması gibi) de 4′-fosfopantetein üretmek için kullanılır. Bu yollar, hücrede 4'-fosfopanteteinin yenilenmesine izin verir ve enzimler, PPAT ve PPCK aracılığıyla koenzim A'ya dönüşüme izin verir.

Reklam prodüksiyonu

Koenzim A, ticari olarak mayadan ekstraksiyon yoluyla üretilir, ancak bu, pahalı bir ürünle sonuçlanan verimsiz bir işlemdir (yaklaşık 25 mg/kg verim). CoA'yı sentetik veya yarı sentetik olarak üretmenin çeşitli yolları araştırılmıştır, ancak hiçbiri şu anda endüstriyel ölçekte çalışmamaktadır.

İşlev

Yağ asidi sentezi

Koenzim A, kimyasal olarak bir tiyol olduğundan , karboksilik asitlerle reaksiyona girerek tiyoesterler oluşturabilir , böylece bir asil grubu taşıyıcısı olarak işlev görebilir . Bu transfer yardımcı yağ asitleri gelen sitoplazma için mitokondri . Bir asil grubu taşıyan bir koenzim A molekülüne de açil-CoA denir . Bir açil grubuna bağlı olmadığında genellikle 'CoASH' veya 'HSCoA' olarak adlandırılır. Bu işlem, hücre zarı yapısında gerekli olan yağ asitlerinin hücrelerde üretilmesini kolaylaştırır.

Koenzim A aynı zamanda asil taşıyıcı protein ve formiltetrahidrofolat dehidrojenaz gibi proteinlere prostetik grup olarak eklenen fosfopantethein grubunun da kaynağıdır .

CoA'nın geldiği ve hücrede kullandığı kaynaklardan bazıları.

Enerji üretimi

Koenzim A, sitrik asit döngüsünün reaksiyon mekanizmasında gerekli olan beş önemli koenzimden biridir . Asetil-koenzim A formu, sitrik asit döngüsündeki birincil girdidir ve glikoliz , amino asit metabolizması ve yağ asidi beta oksidasyonundan elde edilir. Bu süreç vücudun birincil katabolik yoludur ve karbonhidratlar , amino asitler ve lipidler gibi hücrenin yapı taşlarını parçalamak için gereklidir .

Düzenleme

Fazla glikoz olduğunda, sitozolde yağ asitlerinin sentezi için koenzim A kullanılır. Bu işlem, yağ asidi sentezinde taahhüt edilen adımı katalize eden asetil-CoA karboksilazın düzenlenmesi ile gerçekleştirilir . İnsülin , asetil-CoA karboksilazını uyarır, epinefrin ve glukagon ise aktivitesini engeller.

Hücre açlığı sırasında koenzim A sentezlenir ve sitozoldeki yağ asitlerini mitokondriye taşır. Burada, oksidasyon ve enerji üretimi için asetil-CoA üretilir. Sitrik asit döngüsünde koenzim A, piruvat dehidrojenaz enziminin uyarılmasında allosterik düzenleyici olarak çalışır .

Yeni araştırmalar, protein Koalasyonunun oksidatif stres yanıtının düzenlenmesinde önemli bir rol oynadığını bulmuştur. Protein Koalasyonu , hücredeki S- glutationilasyona benzer bir rol oynar ve sisteindeki tiyol grubunun hücresel proteinlerin yüzeyinde geri dönüşümsüz oksidasyonunu önlerken , aynı zamanda oksidatif veya metabolik strese yanıt olarak enzimatik aktiviteyi doğrudan düzenler .

Biyolojik araştırmalarda kullanın

Koenzim A, çeşitli kimyasal tedarikçilerden serbest asit ve lityum veya sodyum tuzları olarak temin edilebilir. Koenzim A'nın serbest asidi saptanabilir şekilde kararsızdır, -20 °C'de saklandığında 6 ay sonra yaklaşık %5 bozunma ve 37 °C'de 1 ay sonra neredeyse tam bozunma gözlemlenir. CoA'nın lityum ve sodyum tuzları, çeşitli sıcaklıklarda birkaç ay boyunca göz ardı edilebilir bozunma ile daha kararlıdır. Koenzim A'nın sulu çözeltileri, 25 °C'de ve pH 8'de 24 saat sonra %31 aktivite kaybıyla pH 8'in üzerinde kararsızdır. CoA stok çözeltileri, pH 2–6'da dondurulduklarında nispeten stabildir. CoA aktivite kaybının ana yolu muhtemelen CoA'nın CoA disülfidlerine hava oksidasyonudur. CoA- S – S- glutatyon gibi CoA karışık disülfidler, CoA'nın ticari müstahzarlarında yaygın olarak belirtilen kirleticilerdir. Serbest CoA, CoA disülfidinden ve ditiyotreitol veya 2-merkaptoetanol gibi indirgeyici maddelerle karıştırılmış CoA disülfidlerinden yeniden üretilebilir .

Koenzim A ile aktive olan asil gruplarının kapsamlı olmayan listesi

Ayrıca bakınız: Kategori:Koenzim A'nın tiyoesterleri

Referanslar

bibliyografya