Koenzim A
Koenzim A(skraćeno:CoA,CoASH,HSCoA) je jedna od temeljnihmolekulaumetabolizmu.Ovajkoenzimnastaje sintezomATP,pantotenske kiselineicisteaminai ulazi u ključne metaboličke puteve, kaooksidacijamasnih kiselina(β-oksidacija) iKrebsov ciklus.Oko 4% svih enzimskih reakcija koristi ovu molekulu kao koenzim.[1]Njegova je uloga prijenosacilnihskupina u obliku visokoenergetskihtioestera.U većini slučajeva koenzim A prenosi acetilnu skupinu i tada se nazivaacetil koenzim A(Acetil-CoA). Slobodan koenzim A, koji ne prenosi nikakvu acilnu skupinu označava se s CoASH, kako bi se ukazalo na činjenicu da je -SH skupina slobodna za daljnje reakcije.
Koenzim A je1951.prvi izolirao njemački biokemičarFeodor Lyneniz stanicakvasca,koji je kasnije dobioNobelovu nagradu.Detaljnu su strukturu molekule dvije godine kasnije objasnili britanski znanstvenikJames BaddileyizInstituta Lister za preventivnu medicinui američki znanstvenik njemačkog podrijetlaFritz Albert Lipmannizsveučilišta Harvard.[2]
Koenzim A je sastavljen od nekoliko različitih elemenata: jednognukleotida,3'-fosfoadenozina;jednogvitamina,pantotenske kiselineili vitamina B5 icisteamina.Na slici niže prikazana je detaljna struktura koenzima A:
1.3'-fosfoadenozin
2. pirofosfat
3. pantoička kiselina
4.β-alanin(3 + 4 =pantotenska kiselina)
5. cisteamin
Reaktivni dio molekule jetiolnaskupina (-SH) nacisteaminu.Upravo se zato slobodni koenzim A označava kraticama CoASH ili HSCoA.
Sinteza koenzima A u organizmima odvija se u pet prijelaza:
- Enzimpantotenat kinaza(PanK; CoaA; CoaX) započinje fosforilacijupantotenske kiseline(vitamina B5) u 4'-fosfopantotenat.
- Sljedeći enzimfosfopantotenoilcistein sintetaza(PPC-DC; CoaB) dodaje jednu molekulucisteinai kao produkt formira se 4'-fosfo-N-pantotenoilcistein (PPC).
- 4'-fosfo-N-pantotenoilcistein dekarboksilacijom prelazi u 4'-fosfopantetein. Ova je reakcija katalizirana od strane enzimafosfopantothenoilcistein dekarboksilaze(CoaC).
- Enzimfosfopantetein adenilil transferaza(CoaD) dodaje jednu adenilnu skupinu i formira defosforilirani koenzim A (defosfo-CoA).
- U posljednjoj reakciji dolazi do fosforilacije defosfo-CoA u koenzim A od strane enzimadefosfokoenzim-A kinaze (CoaE).Izvor fosfatnih skupina kod ove reakcije jeATP.
Koenzim a je po svojoj kemijskoj priroditiol,stoga može reagirati skarboksilnim kiselinamai formiratitioestere.To ga čini idealnom molekulom za prijenos karboksilnih skupina.
Najvažnije reakcije u kojima sudjeluje koenzim A:
- Oksidativna dekarboksilacija piruvata(prva faza proizvodnje energije umitohondriju):
Piruvat + CoA-SH + NAD+---enzimski sustav piruvat dehidrogenaze---> Acetil-CoA + CO2+ NADH
- Oksidativna dekarboksilacija α-ketoglutarata(4. stupanjKrebsovog ciklusa):
α-Ketoglutarat + CoA-SH + NAD+---enzimski sustav α-ketoglutarat dehidrogenaze---> Sukcinil-CoA + CO2+ NADH
- Aktivacijamasnih kiselina:
Masna kiselina + ATP ---acil-CoA sintetaza---> acil adenilat + pirofosfat
acil adenilat + CoA-SH ---acil-CoA sintetaza---> Acil-CoA + AMP
- Sinteza acetil-CoA od oksidacije masnih kiselina(4. stupanjBeta oksidacije):
β-ketoacil-CoA + CoA-SH ---acil-CoA acetil transferaza (ili tiolaza)---> Acil-CoA + Acetil-CoA
- Katabolizamacetata(izetilnog alkohola) uhepatocitima:
Acetat + ATP + CoA-SH ---acetat tiokinaza---> Acetil-CoA + AMP + 2P
- ↑Matthew Daugherty, Boris Polanuyer, Michael Farrell, Michael Scholle, Athanasios Lykidis, Valérie de Crécy-Lagard and Andrei Osterman. 2002. Complete Reconstitution of the Human Coenzyme A Biosynthetic Pathway via Comparative Genomics.The Journal of Biological Chemistry.277:21431–21439.doi:10.1074/jbc.M201708200.PMID11923312CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ↑Baddiley, J.; Thain, E. M.; Novelli, G. D.; Lipmann, F. 1953. Structure of Coenzyme A.Nature.171(4341): 76.doi:10.1038/171076a0