ACÉTYL COENZYME A: STRUCTURE, FORMATION ET FONCTIONS - LA BIOLOGIE - 2024

L' acétyl coenzyme A, en abrégé acétyl CoA, est une molécule intermédiaire cruciale pour diverses voies métaboliques des lipides et des protéines et des glucides. Ses principales fonctions comprennent la fourniture du groupe acétyle au cycle de Krebs.

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

Structure

La coenzyme A est constituée d'un groupe β-mercaptoéthylamine lié par une liaison à la vitamine B5, également appelée acide pantothénique. De même, cette molécule est liée à un nucléotide 3'-phosphorylé ADP. Un groupe acétyle (-COCH ₃) est attaché à cette structure.

La formule chimique de cette molécule est C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S et elle a un poids moléculaire de 809,5 g / mol.

Formation

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

Intramitochondrial

Lorsque les taux de glucose sont élevés, l'acétyl CoA se forme comme suit: le produit final de la glycolyse est le pyruvate. Pour que ce composé entre 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 comprend 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 pour implique le passage du NAD + au NADH grâce au produit d'électrons de l'oxydation.

- La molécule oxydée se lie à la coenzyme A.

Les réactions nécessaires à la production d'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 les niveaux de glucose sont élevés, la quantité de citrate augmente également. Le citrate est transformé en acétyl coezyme A et oxaloacétate par l'enzyme ATP citrate lyase.

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

Caractéristiques

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

Le cycle de l'acide citrique

L'acétyl CoA est le carburant nécessaire pour démarrer ce cycle. L'acétyl coenzyme A est condensée avec une molécule d'acide oxaloacétique en citrate, une réaction catalysée par l'enzyme citrate synthase.

Les atomes de cette molécule continuent leur oxydation jusqu'à former du CO ₂. Pour chaque molécule d'acétyl CoA qui entre dans le cycle, 12 molécules d'ATP sont générées.

Métabolisme lipidique

L'acétyl 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 de l'acide gras au CoA. Pour ce faire, une molécule d'ATP est clivée pour fournir l'énergie qui permet cette union.

- L'oxydation de l'acyl coenzyme A se produit, spécifiquement entre les carbones α et β. Maintenant, la molécule est appelée acyl-un énoyl CoA. Cette étape implique la conversion de FAD en FADH ₂ (prend 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 parce que le processus se produit au niveau de ce carbone). Le groupe hydroxyle se transforme en un groupe céto.

- Une molécule de coenzyme A clive la liaison entre les carbones. Ledit composé est lié à l'acide gras restant. Le produit est une molécule d'acétyl CoA et une avec deux atomes de carbone en moins (la longueur du dernier composé dépend de la longueur initiale du lipide. Par exemple, s'il avait 18 carbones, le résultat serait 16 carbones finaux).

Cette voie métabolique en quatre étapes: oxydation, hydratation, oxydation et thiolyse, qui est répétée jusqu'à ce que deux molécules d'acétyl CoA restent comme produit final. Autrement dit, tout acide de qualité devient de l'acétyl CoA.

Il convient de rappeler que cette molécule est le principal carburant du cycle de Krebs et peut y entrer. Energétiquement, ce processus produit plus d'ATP que le métabolisme des glucides.

Synthèse des corps cétoniques

La formation de corps cétoniques se produit à partir d'une molécule d'acétyl coenzyme A, un produit de l'oxydation des lipides. Cette voie s'appelle la cétogenèse et elle se produit dans le foie; spécifiquement, il se produit dans les mitochondries des cellules hépatiques.

Les corps cétoniques sont un ensemble hétérogène de composés solubles dans l'eau. Ils sont la version hydrosoluble des acides gras.

Son rôle fondamental est d'agir comme carburant pour certains tissus. En particulier aux stades de jeûne, le cerveau peut absorber les corps cétoniques comme source d'énergie. Dans des conditions normales, le cerveau utilise du glucose.

Cycle du glyoxylate

Cette voie se produit dans un organite spécialisé appelé glyoxysome, présent uniquement dans les plantes et autres organismes, tels que les protozoaires. L'acétyl coenzyme A est convertie en succinate et peut être réincorporée dans le cycle acide de Krebs.

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

Les animaux n'ont pas le métabolisme nécessaire pour effectuer cette réaction; par conséquent, ils sont incapables de réaliser cette synthèse des sucres. Chez les animaux, tous les carbones acétyl-CoA sont oxydés en CO ₂, ce qui n'est pas utile pour une voie de biosynthèse.

Le produit final de la dégradation des acides gras est l'acétyl coenzyme A. Par conséquent, chez les animaux, ce composé ne peut pas être réintroduit pour la synthèse.

Références

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