Koenzym A (CoA, CoA∼SH) – organiczny związek chemiczny zbudowany z reszt 3′-fosforyloadenozynodifosforanu, pantotenianu i cysteaminy. W organizmach żywych służy jako przenośnik grup acylowych, które wiążą się do niego poprzez grupę tiolową (−SH). Cząsteczkę koenzymu A związaną z resztą acylową nazywa się acylokoenzymem A (acylo-CoA). Najważniejszym z takich połączeń jest acetylokoenzym A (acetylo-CoA).
thumb|center|550px|class=skin-invert-image|Struktura koenzymu A: (1) adenozyno-3′-fosforan, (2) pirofosforan, (3) kwas pantoinowy, (4) β-alanina, (5) cysteamina przy czym: (1)+(2) 3′-fosforan ADP, (3)+(4) kwas pantotenowy, (3)+(4)+(5) panteteina
Biosynteza Biosynteza CoA przebiega w taki sam sposób u prokariontów i eukariontów i obejmuje pięć etapów, w których wykorzystywane są 4 cząsteczki ATP: fosforylację pantotenianu w pozycji 4' przyłączenie cysteiny do grupy karboksylowej dekarboksylacja reszty cysteiny przyłączenie reszty AMP do grupy fosforanowej fosforylacja grupy 3′-hydroksylowej adenozyny.
Acylo-CoA i acetylo-CoA Acylo-CoA, czyli acylokoenzym A to połączenie koenzymu A z resztą acylową umożliwiające jej transport w organizmie. Przenosi on grupy acylowe o długości wahającej się między 2 a 24 węglami lub nawet dłuższe elementy. Acylo-CoA powstaje w wyniku acylowania grupy tiolowej CoA: CoASH + RCOOH → CoAS~COR + H2O Najważniejszym przykładem takiego połączenia jest acetylokoenzym A (acetyl-CoA), tzw. aktywny octan – produkt acetylowania koenzymu A, uczestniczący w wielu przemianach zachodzących w organizmie, np. w cyklu kwasu cytrynowego.
Acetylo-CoA odgrywa kluczową rolę w metabolizmie. Składa się z grupy acetylowej () związanej kowalencyjnie z koenzymem A. Jest on na przykład bezpośrednio wykorzystywany przez połączenie z kwasem szczawiooctowym do syntezy kwasu cytrynowego, który rozpoczyna cykl kwasu cytrynowego (kwasów trójkarboksylowych). W postaci aktywnego octanu kwas octowy łączy się także z choliną, tworząc acetylocholinę, lub z sulfonamidami, które przed wydaleniem ulegają acetylacji. Acetylokoenzym A odgrywa również ważną rolę w metabolizmie lipidów – jest prekursorem cholesterolu, a tym samym hormonów steroidowych.
Tworzenie acetylo-CoA w mitochondriach Pirogronian po wejściu do mitochondriów może ulec utlenieniu do CO2 i H2O (w cyklu kwasów trójkarboksylowych), bądź być wykorzystany do syntezy kwasów lub innych związków. Uprzednio jednak musi ulec utleniającej dekarboksylacji, tworząc „aktywny octan” – acetylo-CoA.
pirogronian + NAD+ + CoA → acetylo-CoA + NADH + H+ + CO2 ΔG°= −33,5 kJ (−8,0 kcal/mol)
Faktyczny mechanizm reakcji jest znacznie bardziej złożony. W katalizującym kompleksie uczestniczą trzy enzymy główne (dehydrogenaza pirogronianowa, transacylaza liponianowa, dehydrogenaza liponianowa), pięć koenzymów (pirofosforan tiaminy, kwas liponowy, NAD+, FAD, CoA) oraz dwa enzymy regulujące (kinaza i fosfataza dehydrogenazy pirogronianowej).
Przebieg procesu zależy od stanu energetycznego komórki. Przy wysokim stężeniu ATP dehydrogenaza pirogronianowa przy udziale odpowiedniej kinazy przechodzi w nieaktywną formę ufosforylowaną, dzięki czemu cały proces ulega zahamowaniu. Przy niskim stężeniu ATP, o wysokim ADP oraz Ca2+ następuje pod wpływem swoistej fosfatazy defosforylacja dehydrogenazy pirogronianowej, z utworzeniem formy aktywnej enzymu.
Proces utleniającej dekarboksylacji α-ketokwasów jest źródłem czterech wiązań wysokoenergetycznych. Trzy tworzone są podczas utleniania poprzez łańcuch oddechowy powstałego NADH. Czwarte, powstałe na poziomie substratu, zmagazynowane jest w postaci ~S-CoA. Przy dekarboksylacji pirogronianu wiązanie to nie jest źródłem ATP, jest jednak wykorzystywane w procesach syntezy. Proces utleniającej dekarboksylacji pirogronianu jest nieodwracalny.
thumb|750px|class=skin-invert-image|center|Schemat oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianu zachodzącej w mitochondriach.
Przypisy
Bibliografia
Kategoria:Koenzymy Kategoria:Tiole