Közbenső anyagcsere
PantoténsavA koenzim formájában a közvetítő anyagcserében sokféle reakcióban vesz részt. Ez magában foglalja az energia-, szénhidrát-, zsír- és aminosav-anyagcserét. Az anabolikus és katabolikus anyagcsere kapcsolódási pontjainál bekövetkező metabolikus utak jellemzik. az anabolikus - felépítő - folyamatok magukban foglalják a nagy molekulájú sejtkomponensek enzimatikus szintézisét, mint pl szénhidrátok, fehérjék és zsírok, kisebbekből molekulák az ATP segítségével. A katabolikus - lebontó - reakciókat a nagy tápanyagok oxidatív lebontása jellemzi molekulák, Mint például a szénhidrátok, zsírok és fehérjék, kisebbre egyszerűbb molekulák, például pentózisok vagy hexózok, zsírsavak, aminosavak, szén dioxid, és víz. A katabolizmussal az energia felszabadulása ATP formájában történik. Az A koenzim alapvető funkciója az acilcsoportok átadása. Ebben a folyamatban a CoA egyrészt kapcsolatot létesít az átvihető acil-maradékkal, másrészt pedig a fontos enzimek a közvetítő anyagcsere. Ily módon mind az acilcsoportok, mind az enzimek aktiválódnak, lehetővé téve számukra, hogy megfelelő kémiai reakciókat végezzenek a szervezetben. A koenzim nélkül a kötőpartnerek sokkal reaktívabbak lennének. Az acilcsoport transzferje az A koenzimmel a következőképpen zajlik. Első lépésben az apoenzimhez lazán kötődő A koenzim - egy enzim fehérje része - átvesz egy acilcsoportot egy megfelelő donortól, mint pl. piruvát, alkán vagy zsírsavak. A CoA és az acil közötti kapcsolat az A koenzim molekula ciszta-amin-maradékának SH csoportja (tiolcsoport) és az acil karboxilcsoportja (COOH) között lép fel. Ezt a kötést tioészter kötésnek nevezzük. Nagyon magas az energiája és nagy a csoportátviteli potenciál. Ismert tioészter kötések például az acetil-, propionil- és malonil-CoA, valamint a zsírsav-CoA tioészter. Végül az A koenzim SH csoportja a reaktív csoportját képviseli, ezért az A koenzimet gyakran CoA-ként rövidítik. -SH. A második lépésben az A koenzim elválik az egyik apoenzimtől az acil-maradékkal kapcsolatban, mint acil-CoA, és átkerül egy másik apoenzimbe. Az utolsó lépésben az enzimhez kötött CoA átviszi az acilcsoportot egy megfelelő akceptorba, például oxaloacetátba vagy zsírsavszintázba. Az acilcsoport CoA általi megszerzése és felszabadulása között több enzim által katalizált reakció is előfordulhat. Például az acilcsoport szerkezete megváltozhat az A koenzimhez való kötődés során - például a propionsav enzimszerű átalakulása szukcináttá. A pantoténsav, mint A koenzim, hozzájárulása az aminosav metabolizmushoz A következők enzimatikus szintézise:
A következők enzimatikus lebomlása:
- Izoleucin, leucin és a triptofán acetil-CoA-hoz.
- Valin-metilmalonil-CoA
- Izoleucin-propionil-CoA
- Fenilalanin, tirozin, lizin és triptofán-acetoacetil-CoA
- Leucin-3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA
A pantoténsav továbbra is központi szerepet játszik a
Celluláris módosítása fehérjék. Az acil- és az acetilezési reakciók erősen befolyásolhatják a fehérjék aktivitását, szerkezetét és lokalizációját. A leggyakoribb módosítás az acetilcsoport CoA által történő transzferje a peptidlánc N-terminális végébe, általában a metionin, alanin vagy szerin. Ezen acetilezés egyik lehetséges funkciójaként a sejtfehérjék proteolitikus lebomlással szembeni védelme vita tárgyát képezi. acetilkolin, pantoténsav kialakulásához elengedhetetlen taurin illetve 2-amino-etánszulfonsav. Taurin stabil végtermék a kén-tartalmú aminosavak cisztein és a metionin. Az aminosav-szerű vegyület egyrészt úgy működik, mint a neurotranszmitter (messenger anyag), másrészt a folyadék stabilizálására szolgál egyensúly a cellákban. Továbbá, taurin részt vesz a immunrendszer és megakadályozza a gyulladást.
Acetil-koenzim A
A köztes anyagcsere szempontjából a legjelentősebb észter A koenzim aktiválódik ecetsav, acetil-CoA. Ez a katabolikus szénhidrát-, zsír- és aminosav- vagy fehérje-anyagcsere végterméke. Acetil-CoA keletkezik szénhidrátok, zsírok és fehérjék bejuttathatók a citrát-ciklusba úgy, hogy az acetilcsoportot CoA-függő citrát-szintáz segítségével oxalacetátba viszik át, így citrát képződik, ahol teljesen lebomlik. szén dioxid és víz hogy energiát nyújtson ATP formájában. A citrátciklus fő CoA-származéka az aktivált borostyánkősav, a szukcinil-CoA. Alfa-ketoglutarátból képződik CoA-függő alfa-ketoglutarát-dehidrogenáz dekarboxilezési reakciójának eredményeként. Egy másik CoA-függő enzim hatására a szukcinil-CoA és a glicin reakciója delta-aminolevulinsav képződéséhez vezet. Ez utóbbi a bejövő korringyűrű előfutára vitamin B12 és a porfirin gyűrű citokrómokban, valamint hemfehérjék, mint pl hemoglobin. -ban pantoténsav hiány, vérszegénység (vérszegénység) állatkísérletekben fordul elő a hemoglobinA katabolikus anyagcsere folyamatok mellett az acetil-CoA részt vesz a következő szintézisekben:
- Zsírsavak, trigliceridekés foszfolipidek.
- Keton testek - acetoacetát, aceton és béta-hidroxi-vajsav.
- Szteroidok, mint pl koleszterin, epesavak, ergoszterin - az ergokalciferol és a D2-vitamin prekurzora, a mellékvese és a nem hormonok.
- Az összes izoprenoid egységből álló komponens, például az ubikinon és a Q koenzim, lipofil izoprenoid oldallánccal - a mevalonsav az izoprenoid prekurzor, és három acetil-CoA molekula kondenzációjával jön létre.
- Hem - vasat tartalmazó porfirin komplex, amely proteinek protetikai csoportjaként található, citokrómként ismert; a fő eredetű hemoproteinek közé tartozik a hemoglobin (vér pigment), a mioglobin, valamint a mitokondriális légzési lánc és a gyógyszert lebontó rendszerek citokrómjai - P450
- Acetilkolin, az egyik legfontosabb neurotranszmitter a agy - például a gerjesztés közvetítését közvetíti az ideg és az izom között a neuromuszkuláris véglemezen, valamint az idegsejtek első és második átadását az autonóm idegrendszer, azaz mind a szimpatikus, mind a paraszimpatikus idegrendszerben
- A glikoproteinek és a glikolipidek fontos összetevőinek, például az N-acetil-glükózamin, az N-acetil-galaktozamin és az N-acetil-neuro-aminsav cukrainak képződése - a glikoproteinek például a sejtmembránok, a különféle nyálkahártyák nyálka (nyálka) szerkezeti komponenseiként szolgálnak. hormonok, például tirotropin, immunglobulinok és interferonok, valamint a membránfehérjéken keresztüli sejtek interakciói; a glikolipidek a sejtmembránok felépítésében is részt vesznek
Továbbá az acetil-CoA reakcióba lép szerek, Mint például a szulfonamidok, amelyeket acetilezni kell az ürítéshez máj. Így az acetil-CoA hozzájárul a méregtelenítés of szerek.Peptid acetilezése hormonok a polipeptid prekurzorból történő hasításuk során különböző módon befolyásolja aktivitásukat. Például az epinefrin aktivitása gátolt egy acetilcsoport átvitelének eredményeként a peptidlánc N-terminális végébe, míg a melanocita-stimuláló hormon-MHS acetilezéssel aktiválódik. Példák a köztitermék CoA-függő enzimjeire az acetil-CoA képződésében és lebomlásában szerepet játszó metabolizmus:
- Piruvát dehidrogenáz - glikolízist követően (szőlőcukor lebomlás), ez az enzimkomplex a piruvát acetil-CoA-dá történő oxidatív dekarboxilezéséhez vezet.
- Acetil-CoA karboxiláz - az acetil-CoA átalakulása malonil-CoA -vá zsírsavszintézis céljából.
- Acil-CoA dehidrogenáz, t-enol-CoA hidratáz, béta-hidroxi-acil-CoA dehidrogenáz, tioláz - telített zsírsavak lebontása a béta-oxidáció keretében acetil-CoA-vá; a béta-oxidáció során a zsírsavaktól mindig két szénatom válik el egymástól acetil-CoA formájában - például telített palmitinsav lebomlása - C16: 0 - nyolc acetil-CoA molekula képződik
- Tioloáz, 3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA reduktáz - HMG reduktáz - az előbbi enzim az acetil-CoA átalakulásához vezet 3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA-vá, amely tovább reagálva keton testeket képezhet; A HMG reduktáz a HMG-CoA-t mevalonátossá redukálja a szteroidok szintéziséhez lipidek, Mint például a koleszterin.
Acil koenzim A
Az Acyl-CoA az aktivált zsírsavmaradék neve. Mivel zsíros savak viszonylag inertek, először a CoA-nak kell aktiválnia őket, mielőtt reakcióba lépnének. Az aktiválás szempontjából kulcsfontosságú enzim az acil-CoA szintetáz, más néven tiokináz, amely CoA-függő enzim. A tiokináz acil-adenilát képződéséhez vezet, ha ATP-t adunk a zsírsav karboxilcsoportjához két hasítással. foszfát maradványok az ATP-ből. Ebben a folyamatban a adenozin a trifoszfát átalakul adenozin-monofoszfáttá - AMP-vé. Ezt követően az AMP-t lehasítjuk az acil-adenilátról, és az ebben a folyamatban felszabaduló energiát felhasználjuk az acil-rész észterezéséhez az A koenzimmel. Ezt a lépést a tiokináz is katalizálja. savak reakciókra képesek, mint például a béta-oxidáció, csak az energiában gazdag CoA vegyület formájában. Béta-oxidációhoz - telített zsírsav lebomlása savak - az acil-CoA-t be kell szállítani a mitokondriális mátrixba. A hosszú láncú zsírsavak csak a belső mitokondriális membránon léphetnek át az L-karnitin transzportmolekula segítségével. A CoA az acilcsoportot átviszi a karnitinbe, amely a zsírsavmaradékot a mitokondriális mátrixba szállítja. Ott az acilcsoportot az A koenzim köti össze, így az acil-CoA ismét jelen van. A mitokondriális mátrixban megkezdődik a tényleges béta-oxidáció. Négy reakció ismétlődő sorrendjében lépcsőzetesen történik. A négy egyedi reakció egyetlen szekvenciájának termékei tartalmaznak egy kettő zsírsavmolekulát szén rövidebb atomok acil-CoA formájában és az A koenzimhez kötött acetil maradék, amely a zsírsav két szétválasztott C-atomjából áll. A két C-atomdal kisebb zsírsavat visszavezetjük a béta-oxidáció első lépése és megújult rövidülésen megy keresztül. Ezt a reakciósort addig ismételjük, amíg két acetil-CoA molekula nem marad a végén. Ezek további lebomlás céljából beléphetnek a citrátciklusba, vagy felhasználhatók ketontestek vagy zsírsavak szintéziséhez. Az acetilcsoportok transzferje mellett az acilcsoportok A koenzim által történő átvitele is fontos. A telített C14 zsírsav mirisztinsavval történő acilezés gyakran előfordul, és az acilcsoport egy fehérje N-terminális glicin maradékához kötődik, például citokróm-reduktázhoz és protein-kinázhoz. A CoA az acilt a C16 zsírsav palmitinsavból egy szerinné vagy cisztein a fehérjék maradékai, például a vasaló transzferrin receptor, az inzulin receptor és a sejtek membránglikoproteinjei immunrendszerFeltehetően ezek az acilezések arra szolgálnak, hogy a fehérje megkötődjön a biomembránokhoz. Továbbá megvitatják, hogy az acilcsoport transzfer befolyásolja a fehérje azon képességét, hogy részt vegyen a szignál transzdukció szabályozó lépéseiben.
4'-foszfopantetin, mint zsírsav-szintáz koenzimje
A koenzim A építőelemeként betöltött jelentősége mellett a foszfopantetin formájában lévő pantoténsavnak fontos szerepe van a zsírsav-szintáz acil hordozófehérjének (ACP) protetikus csoportjaként. A zsírsav-szintáz egy multifunkcionális fehérjét képvisel, amelyet hajtogatással különböző térbeli szakaszokra osztanak. Ezen szakaszok mindegyike összesen hét enzimatikus aktivitással rendelkezik. Ezen szakaszok egyike az acil-hordozó fehérjéből áll, amely perifériás SH-csoportot tartalmaz, amelyet egy ciszteinil-csoport és egy központi SH-csoport alkot. A 4'-foszfopantetin a kovalensen kötődve képezi a központi SH csoportot foszfát csoportot az ACP szerin maradékához. A telített zsírsavak bioszintézise rendezett ciklikus szekvenciában zajlik, a szintetizálandó zsírsavakat felváltva kínálják a zsírsav-szintáz egyes enzimszekcióihoz. A szintézis során a 4'-foszfopantetain terminális SH-csoportjának akceptora van az egyes kezelések során felvehető malonil-maradék számára. Ezenkívül a növekvő zsírsav hordozójaként szolgál. Az A koenzim szerepet játszik a zsírsavak képződésében és beépítésében például szfingolipidekbe vagy foszfolipidek [4, 10. A szfingolipidek a mielin építőkövei (mielinhüvely egy neuron, azaz a idegsejt), és így fontosak az idegjelátvitel szempontjából. A foszfolipidek a membrán lipidcsaládjába tartoznak, és a biomembrán kettős lipidrétegének fő alkotóelemét képezik. A zsírsav-bioszintézis megkezdéséhez a CoA acetilcsoportot visz át egy enzimatikus SH csoportba, valamint egy malonil maradékot az enzimhez kötött 4'- zsírsav-szintáz foszfopantetinje. Az acetil- és a malonilcsoportok között kondenzáció lép fel, ami béta-ketoacil-tioészter képződéséhez vezet. megszüntetése of szén-dioxid. Csökkentés, megszüntetése of vízés egy újabb redukció telített acil-tioésztert eredményez. Minden ciklusos ciklusban a zsírsavláncot két szénatom meghosszabbítja. Egy mól C16 vagy C18 zsírsav szintetizálásához egy mól acetil-CoA szükséges indítóként és hét vagy nyolc mól malonil-CoA további C2 egységek szállítójaként.
