Acetyl Coenzyme A Structure, formation et fonctions

Le acétyl coenzyme A, abrégé en acétyl-CoA, est une molécule intermédiaire cruciale pour diverses voies métaboliques des lipides, des protéines et des glucides. Parmi ses principales fonctions, on trouve le groupe acétyle dans le cycle de Krebs.

L'origine de la molécule d'acétyle coenzyme A peut se produire par différentes voies; Cette molécule peut être formée à l'intérieur ou à l'extérieur des mitochondries, en fonction de la quantité de glucose présente dans l'environnement. Une autre caractéristique de l'acétyl-CoA est que son oxydation produit de l'énergie.

Index

• 1 structure
• 2 formation
  • 2.1 Intramitocondrial
  • 2.2 Extramitochondrial
• 3 fonctions
  • 3.1 Cycle de l'acide citrique
  • 3.2 Métabolisme des lipides
  • 3.3 Synthèse des corps cétoniques
  • 3.4 Cycle de glyoxylate
• 4 références

Structure

La coenzyme A est formée par un groupe β-mercaptoéthylamine lié par un lien à la vitamine B5, également appelé acide pantothénique. De même, cette molécule est liée à un nucléotide ADP 3'-phosphorylé. Un groupe acétyle (-COCH₃) est attaché à cette structure.

La formule chimique de cette molécule est C₂₃H₃₈N₇O₁₇P₃S et a un poids moléculaire de 809,5 g / mol.

La formation

Comme mentionné ci-dessus, la formation d'acétyl-CoA peut être effectuée à l'intérieur ou à l'extérieur des mitochondries et dépend des taux de glucose présents dans le milieu.

Intramitocondrial

Lorsque les taux de glucose sont élevés, l'acétyl-CoA se forme de la manière suivante: le produit final de la glycolyse est le pyruvate. Pour que ce composé pénètre dans le cycle de Krebs, il doit être transformé en acétyl-CoA.

Cette étape est cruciale pour relier la glycolyse aux autres processus de respiration cellulaire. Cette étape se produit dans la matrice mitochondriale (chez les procaryotes, elle se produit dans le cytosol). La réaction implique les étapes suivantes:

- Pour que cette réaction ait lieu, la molécule de pyruvate doit pénétrer dans les mitochondries.

- le groupe carboxyle du pyruvate est éliminé.

- Par la suite, cette molécule est oxydée. Ce dernier implique le passage de NAD + à NADH grâce aux électrons produits par oxydation.

- La molécule oxydée se lie à la coenzyme A.

Les réactions nécessaires à la production de l'acétyl-coenzyme A sont catalysées par un complexe enzymatique de taille significative appelé pyruvate déshydrogénase. Cette réaction nécessite la présence d'un groupe de cofacteurs.

Cette étape est essentielle dans le processus de régulation cellulaire, car la quantité d'acétyl-CoA qui entre dans le cycle de Krebs est décidée ici.

Lorsque les taux sont faibles, la production d'acétyl-coenzyme A est réalisée par la β-oxydation des acides gras.

Extramitochondrial

Lorsque le taux de glucose est élevé, la quantité de citrate augmente également. Le citrate est transformé en acétyl-coezyme A et en oxaloacétate par la citrate lyase de l'ATP.

En revanche, lorsque les niveaux sont faibles, le CoA est acétylé par l'acétyl-CoA synthétase. De la même manière, l'éthanol sert de source de carbone pour l'acétylation au moyen de l'enzyme alcool déshydrogénase.

Fonctions

L'acétyl-CoA est présent dans une série de voies métaboliques variées. Certains d'entre eux sont les suivants:

Cycle de l'acide citrique

Acetyl CoA est le carburant nécessaire pour démarrer ce cycle. Le coenzyme A d'acétyle est condensé avec une molécule d'acide oxalacétique dans le citrate, une réaction catalysée par l'enzyme citrate synthase.

Les atomes de cette molécule continuent leur oxydation jusqu'à former du CO₂. Pour chaque molécule d'acétyl-CoA qui entre dans le cycle, 12 molécules d'ATP sont générées.

Métabolisme des lipides

Acetyl CoA est un produit important du métabolisme des lipides. Pour qu'un lipide devienne une molécule d'acétyl-coenzyme A, les étapes enzymatiques suivantes sont nécessaires:

- Les acides gras doivent être "activés". Ce processus consiste en la liaison des acides gras à la CoA. Pour cela, une molécule d'ATP est clivée pour fournir l'énergie qui permet une telle liaison.

- l'oxydation de l'acyl coenzyme A se produit spécifiquement entre les carbones α et β. Maintenant, la molécule s'appelle acyl-a enoyl CoA. Cette étape implique la conversion de FAD en FADH₂ (prenez les hydrogènes)

- La double liaison formée à l'étape précédente reçoit un H sur le carbone alpha et un hydroxyle (-OH) sur le bêta.

- la β-oxydation se produit (β car le processus se produit à ce niveau de carbone). Le groupe hydroxyle est transformé en un groupe céto.

- Une molécule de coenzyme A clive la liaison entre les carbones. Ce composé est lié à l'acide gras restant. Le produit est une molécule d'acétyl-CoA et une autre avec deux atomes de carbone en moins (la longueur du dernier composé dépend de la longueur initiale du lipide.

Cette voie métabolique en quatre étapes: oxydation, hydratation, oxydation et thiolyse, qui est répétée jusqu'à ce que deux molécules d'acétyl-CoA restent en tant que produit final. C'est-à-dire que toute la qualité acide va à l'acétyl-CoA.

Il convient de rappeler que cette molécule est le principal combustible du cycle de Krebs et peut y entrer. Sur le plan énergétique, ce processus génère une plus grande quantité d'ATP que le métabolisme des glucides.

Synthèse de corps cétoniques

La formation de corps cétoniques se produit à partir d'une molécule d'acétyl-coenzyme A, produit de l'oxydation des lipides. Cette voie est appelée cétogenèse et se produit dans le foie; en particulier, il se produit dans les mitochondries des cellules du foie.

Les corps cétoniques sont un groupe hétérogène de composés hydrosolubles. Ils sont la version soluble dans l'eau des acides gras.

Son rôle fondamental est d'agir comme combustible pour certains tissus. En particulier dans les stades de jeûne, le cerveau peut prendre des corps cétoniques comme source d'énergie. Dans des conditions normales, le cerveau se transforme en glucose.

Cycle de glyoxylate

Cette voie se produit dans un organite spécialisé appelé glyoxisome, présent uniquement dans les plantes et autres organismes, tels que les protozoaires. L'acétyl-coenzyme A est transformé en succinate et peut être incorporé à nouveau dans le cycle de l'acide de Krebs.

En d'autres termes, cette façon permet de sauter certaines réactions du cycle de Krebs. Cette molécule peut se transformer en malate, qui à son tour peut se transformer en glucose.

Les animaux ne possèdent pas le métabolisme nécessaire pour effectuer cette réaction; par conséquent, ils sont incapables d'effectuer cette synthèse de sucres. Chez les animaux, tous les carbones de l'acétyl-CoA sont oxydés en CO₂, ce qui n'est pas utile pour un chemin de biosynthèse.

La dégradation des acides gras a comme produit final l'acétyl-coenzyme A. Par conséquent, chez les animaux, ce composé ne peut pas être réintroduit dans les voies de synthèse.

Références

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