Коензим А

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Коензим А
Coenzym A.svg
Coenzyme-A-3D-vdW.png
Назнаки
85-61-0 Yes check.svgОк
ChEBI CHEBI:15346 X mark.svgН
ChEMBL ChEMBL1213327 X mark.svgН
ChemSpider 6557 Yes check.svgОк
DrugBank DB01992 Yes check.svgОк
Jmol-3D слики Слика
KEGG C00010 Yes check.svgОк
MeSH Coenzyme+A
PubChem 6816
UNII SAA04E81UX Yes check.svgОк
Својства
Молекулска формула C21H36N7O16P3S
Моларна маса 767.535
 Yes check.svgОк(што е ова?)  (завери)
Освен каде што е поинаку назначено, податоците се однесуваат за материјалите во нивната стандардна состојба (при 25 ° C, 100 kPa)
Наводи

Коензим А (КоА, CoA, SCoA, CoASH) е коензим познат по својата улога во биосинтезата и оксидацијата на масните киселини, и оксидацијата на пируватот во Кребсовиот циклус. Сите досега секвенционирани геноми кодираат ензими кои го користат коензимот А како нивен супстрат, а го користат околу 4% од сите клеточни ензими. За негова биосинтеза потребни се соединенијата: цистеин, пантотенска киселина и аденозин трифосфат (ATP).[1]

Откривање на структурата[уреди | уреди извор]

Структура на коензим A: 1: 3'-фосфоаденозин. 2: дифосфат. 3: пантоинска киселина. 4: β-аланин. 5: β-цистамин.

Структурата на коензимот А била откриена во почетокот на 1950-тите во Институтот Листер, во Лондон, од страна на Фриц Липман и неговите соработници од Харвардскиот Медицински факултет и Општата болница во Масачусетс.[2] Липман првично имал намера да го проучува трансферот на ацетилната група кај животните, а во текот на експериментите забележал фактор кој не бил присутен во ензимските екстракти, но бил евидентен кај сите органи на животните. Тој го изолирал и го прочистил факторот од свински црн дроб и открил дека неговата функција е поврзана со коензим кој бил активен во ацетилација на холин.[3] Коензимот бил наречен коензим А, што се однесува на неговата функција на "активирање на ацетатот". Во 1953 година, Фриц Липман ја добил Нобеловата награда за физиологија или медицина "за откривање на ко-ензим А и неговата важност во интермедиерниот метаболизам".[4]

Биосинтеза[уреди | уреди извор]

Коензимот А се синтетизира од пантотенска киселина (витамин Б5), која се наоѓа во прехрамбени продукти како што се месото, зеленчукот, житариците, мешункастите плодови, јајцата и млекото.[5] Кај луѓето и повеќето животни, пантотенската киселина е значаен витамин, кој врши разновидни функции.[6] Кај растенијата и некои бактерии, пантотенската киселина може да се синтетизирана de novo, па затоа кај нив таа нема улога на витамин. Овие организми ја синтетизираат пантотенската киселина од аминокиселината аспарагинска киселина и еден метаболит од биосинтезата на аминокиселината валин.[7]

Кај сите живи организми, коензимот А се синтетизира во процес кој вклучува пет чекори и за кој се потребни четири молекули на ATP, пантотенска киселина и цистеин:[8]

  1. Пантотенската киселина (витамин Б5) се фосфорилира до 4'-фосфопантотенат од страна на ензимот пантотенат киназа (PanK; CoaA; CoaX). Ова е посветениот чекор во биосинтезата на КоА, за кој е потребна енергија од ATP.
  2. Молекула на цистеин се додава на 4'-фосфопантотенат од страна на ензимот фосфопантотеноилцистеин синтетаза (PPCS; CoaB) за да се формира 4'-фосфо-N-пантотеноилцистеин (PPC). И овој чекор е проследен со хидролиза на ATP.
  3. PPC се декарбоксилира до 4'-фосфопантетеин од страна на ензимот фосфопантотеноилцистеин декарбоксилаза (PPC-DC; CoaC)
  4. 4'-фосфопантетеин се аденилира за да формира дефосфо-КоА, од страна на ензимот фосфопантетеин аденилил трансфераза (PPAT; CoaD)
  5. На крај, дефосфо-КоА се фосфорилира до коензим А, од страна на ензимот дефосфокоензим А киназа (DPCK; CoaE). За одвивање на последниот чекор исто така е потребен ATP.

Кратенките на ензимската номенклатура во загради претставуваат еукариотски и прокариотски ензими, соодветно. Овој биосинтетски пат е регулиран со инхибиција на продуктот. КoA е компетитивен инхибитор на пантотенат киназата, која нормално врзува ATP. Продукти на биосинтетскиот процес се коензим А, три ADP молекули, еден монофосфат и еден дифосфат.

Новите истражувања покажуваат дека коензимот А може да се синтетизира и преку алтернативни патишта кога нивото на интрацелуларниот коензим А се намалува, а de novo патот е попречен.[9] Во овие патишта, коензим А треба да биде обезбеден од надворешен извор, како што е храната, со цел да се создаде 4'-фосфопантетеин. Ектонуклеотид пирофосфатите (ЕНПП) го разградуваат коензимот А до 4'-фосфопантетеин, која е стабилна молекула. Ацил-носечките протеини (ACP) исто така се користат за продукција на 4'-фосфопантетеин. Оваа патека овозможува да се надомести 4'-фосфопантетеинот во клетката и ја овозможува неговата конверзија во коензим А со помош на ензимите PPAT и PPCK.[10]

Функција[уреди | уреди извор]

Синтеза на масни киселини[уреди | уреди извор]

Бидејќи коензим А е, во хемиски смисла, тиол, тој може да реагира со карбоксилни киселини за да формира тиоестри, со што функционира како носител на ацилна група. Тој помага во пренесување на масните киселини од цитоплазмата во митохондриите. Молекула на коензим А која носи ацилна група се нарекува ацил-КoA. Овој процес ја олеснува синтезата на масните киселини во клетката, кои се од суштинско значење за структурата на клеточната мембрана.

Коензим А е, исто така, извор на фосфопантетеинската група која се додава како простетична група на протеини, како ацил-носечкиот протеин и формилтетрахидрофолат дехидрогеназата.[11][12]

Продукција на енергија[уреди | уреди извор]

Коензимот А е еден од петте клучни коензими кои се неопходни во циклусот на лимонска киселина. Во форма на ацетил-коензим А, тој го започнува циклусот на лимонска киселина, донирајќи го ацетатот на оксалоацетат за да се добие лимонска киселина (цитрат). Овој процес е примарниот катаболен пат кај многу организми, и е од суштинско значење за разградување на основните биолошки молекули, како што се јаглехидратите, аминокиселините и липидите.[13][14]

Листа на некои ацилни групи кои се активираат од коензим А[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. Matthew Daugherty; Boris Polanuyer; Michael Farrell; Michael Scholle; Athanasios Lykidis; Valérie de Crécy-Lagard; Andrei Osterman. Complete Reconstitution of the Human Coenzyme A Biosynthetic Pathway via Comparative Genomics. „The Journal of Biological Chemistry“ том  277 (24): 21431–21439. doi:10.1074/jbc.M201708200. PMID 11923312. 
  2. Baddiley, J.; Thain, E. M.; Novelli, G. D.; Lipmann, F.. Structure of Coenzyme A. „Nature“ том  171 (4341): 76. doi:10.1038/171076a0. 
  3. Kresge, Nicole; Simoni, Robert D.; Hill, Robert L. (27 мај 2005 г). Fritz Lipmann and the Discovery of Coenzyme A (на en). „Journal of Biological Chemistry“ том  280 (21): e18–e18. ISSN 0021-9258. http://www.jbc.org/content/280/21/e18. 
  4. "Fritz Lipmann - Facts". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 8 Nov 2017. <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1953/lipmann-facts.html>
  5. "Vitamin B5 (Pantothenic acid)". конс. 2017-11-08. 
  6. "Pantothenic Acid (Vitamin B5): MedlinePlus Supplements". конс. 2017-12-10. 
  7. LEONARDI, ROBERTA; JACKOWSKI, SUZANNE (април 2007 г). Biosynthesis of Pantothenic Acid and Coenzyme A. „EcoSal Plus“ том  2 (2). doi:10.1128/ecosalplus.3.6.3.4. ISSN 2324-6200. PMID 26443589. 
  8. Coenzyme A: back in action. „Progress in Lipid Research“ том  44 (2-3): 125–153. doi:10.1016/j.plipres.2005.04.001. PMID 15893380. 
  9. de Villiers, Marianne; Strauss, Erick (октомври 2015 г). Metabolism: Jump-starting CoA biosynthesis. „Nature Chemical Biology“ том  11 (10): 757–758. doi:10.1038/nchembio.1912. ISSN 1552-4469. PMID 26379022. 
  10. Sibon, Ody C. M.; Strauss, Erick (октомври 2016 г). Coenzyme A: to make it or uptake it?. „Nature Reviews. Molecular Cell Biology“ том  17 (10): 605–606. doi:10.1038/nrm.2016.110. ISSN 1471-0080. PMID 27552973. 
  11. Acyl carrier protein. X. Acyl carrier protein synthetase. „J. Biol. Chem.“ том  243 (13): 3603–11. јули 1968 г. PMID 4872726. 
  12. Acyl carrier protein-specific 4'-phosphopantetheinyl transferase activates 10-formyltetrahydrofolate dehydrogenase. „J. Biol. Chem.“ том  285 (3): 1627–33. јануари 2010 г. doi:10.1074/jbc.M109.080556. PMID 19933275. 
  13. Ahern, Kevin; Rajagopal, Indira; Tan, Taralyn (2017). Biochemistry Free For All. Creative Commons. http://biochem.science.oregonstate.edu/files/biochem/ahern/Biochemistry%20Free%20For%20All%201.1compressed.pdf. 
  14. Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002 г) (на en). How Cells Obtain Energy from Food. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26882/. 

Литература[уреди | уреди извор]

  • Nelson, David L.; Cox, Michael M. (2005). Lehninger: Principles of Biochemistry (4th издание). New York: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6.