אצטיל קואנזים A

אצטיל קואנזים A

אצטיל קואנזים A היא מולקולה חשובה במטבוליזם. מולקולה זו היא אחד המגיבים בתגובות ביוכימיות רבות. חשיבותה העיקרית היא כחומר ביניים קריטי במסלולים אנרגטיים (קטבוליים ואנאבולים) ברוב היצורים על ידי חמצון אטומי פחמן במעגל קרבס.^[1]

לעיתים מכנים את המלקולה כ"אצטיל קו A" ומסמנים כ A-CoA . מבחינת מבנה כימי, אצטיל קואנזים A הוא תיואסטר בין קואנזים A (תיול) וחומצה אצטית (בעלת 2 פחמנים). כאשר הקונאזים A הוא המרכיב שממוחזר ולא מתכלה בתהליך ורק החומצה האצטית משנה את הרכבה ומתכלה.

בתהליך קטבולי (פירוק) אצטיל קואנזים A נוצר במהלך השלב השני של נשימה אווירנית- בדה קרבוקסילציה של פירובט, שמתרחש במטריקס של המיטוכונדריה (אברון בתא איקריוטיי). אצטיל קואנזים A משתתף לאחר מכן במעגל חומצת-הלימון (מעגל קרבס).

תפקידי אצטיל קואנזים A

יצירת אצטיל קואנזים A על ידי פירובט דה-הידרוגינז ופירובט פורמאט ליאז במיטוכונדריה

מבנה מרחבי של אצטיל קואנזים A

המרה אוקסידטיבית של פירובט לאצטיל קואנזים A נקראת תגובת פירובט דה-הידרוגינז. התגובה משופעלת על ידי הקומפלקס האנזימטי פירובט דהידרוגינז. ישנן אפשריות אחרות להתמרות בין פירובט לאצטיל קואנזים A. למשל, שינוי הקונפורמציה של פירובט לאצטיל קואנזים A וחומצה פורמית על ידי תגובת פירובט פורמאט ליאז . בתגובה זו אין חמצון או חיזור.

מטבוליזם של חומצות שומן

ערך מורחב – סינתזה של חומצות שומן

בבעלי חיים, אצטיל קואנזים A חיוני לשיווי המשקל בין מטבוליזם של פחמימות ושומן. בנסיבות רגילות (מצב שובע), אצטיל קואנזים A, המופק מפירוק של פחמימות, חומצות שומן או חלבונים, מגיע למעגל קרבס ותורם לאספקת האנרגיה בתא. כאשר רמות האצטיל קואנזים A גבוהות, העודפים יופנו לתאי שומן (או לכבד) לתהליך אנאבוליזם לשומן ואחסון לעת הצורך.

במצבי עקה, הגוף נסמך בעיקר על מטבוליזם של אצטיל קואנזים A, יכול להיווצר בכבד ריכוז גבוה יותר ממה שהכבד מסוגל לנצל ולהעביר לשאר תאי הגוף של אצטיל קואנזים A. במצב זה, מולקולות אצטיל קואנזים A נדחסות אחת עם השנייה ליצירת גופי קטון. גופי הקטון יכולים לצאת למחזור הדם ולשמש את רוב התאים לאנרגיה על ידי החזרתם לאצטיל קואנזים A. בנסיבות מסוימות, התוצאה תהיה הימצאות של גופי קטון בריכוז גבוה בדם, מצב הנקרא קטוזיס שמתאפיין בהורדת ערך ההגבה (pH). סוג של קטוזיס יכול להיגרם על ידי תזונה דלת פחמימות, דבר שלרוב יגרום למטבוליזם של שומנים כמקור אנרגיה עיקרי. זאת בשונה מקטוזיס שנגרם כתוצאה מהרעבה (קטואזידוזיס), מצב מסוכן שיכול להשפיע על חולי סוכרת.

בצמחים, סינתזת דה נובו של חומצות שומן מתרחשת בפלסטידות. זרעים רבים אוגרים כמות רבה של שומן המופק מתאי הזרע כדי לתמוך בשלבי ההנצה והגדילה המוקדמת עד לשלב שבו הצמח מפתח איברי פוטוסינתזה. חומצות שומן מאוגדות לכדי ליפידים ממבראנלים, המרכיב העיקרי של רוב הממברנות.

ראקציות נוספות

1. בצמחים ובבעלי חיים, אצטיל קו A מסונתז גם בציטוזול על ידי ATP ציטרט ליאז (ATP citrate lyase). כאשר גלוקוז נמצא בשפע בכלי הדם של בעלי חיים, הוא מומר בתהליך מורכב: דרך גליקוליזה בציטוזול ליצירת פירובט אשר מומר במיטוכונדריה לאצטיל קו A, וכשיש עודף של אצטיל קו A במיטוכונדריה נוצר בה עודף ציטראט (חומצת לימון) המועבר לציטוזול וממנו נוצר אצטיל קוA על ידי ATP ציטרט ליאז בציטוזול.
2. אצטיל קואנזים A הוא פרקורסור חשוב למולקולת HMG-CoA: ניתן לדחוס שתי מולקולות אצטיל קוA ולקבל אצטילואצטיל קוA, ממנה נוצר בהמשך HMG-CoA המשמש כמולקולה של השלב הראשון במסלול הביוכימי של מבלונאט (חומצה מבאלונית). מסלול זה יוצר פרקורסורים להורמונים כמו sesquiterpenes brassinosteroids בצמחים וסטרולים בממברנות ובבעלי חיים הוא חיוני ליצירת כולסטרול, לתהליך הסנתוז של מולקולת הקטון ועוד.
3. אצטיל קוA יכול לעבור קרבוקסילציה בציטוזול על ידי האנזים acetyl-CoA carboxylase,יכול להניב מולקולות כגון malonyl-CoA המשמש כסובסטרט ליצירת פלאוונואידים המשמשים להארכת חומצות שומן שיצרו שעווה.
4. אצטיל קואנזים A הוא מרכיב חשוב גם בסינתזה ביוגנית של הנוירוטרנסמיטר אצטילכולין. כולין, בשילוב עם אצטיל קואנזים A, משופעל על ידי האנזים choline acetyltransferase ליצירת אצטילכולין וקואנזים A כתוצר משני.

לקריאה נוספת

• Lehninger: Principles of Biochemistry, 4th edition, David L. Nelson, Michael M. Cox

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא אצטיל קואנזים A בוויקישיתוף

• http://www.nlm.nih.gov/cgi/mesh/2007/MB_cgi?mode=&term=Acetyl+Coenzyme+A

הערות שוליים

1. Federico Pietrocola, Lorenzo Galluzzi, José Manuel Bravo-San Pedro, Frank Madeo, Guido Kroemer, Acetyl Coenzyme A: A Central Metabolite and Second Messenger, Cell Metabolism 21, 2015-06, עמ' 805–821 doi: 10.1016/j.cmet.2015.05.014