Starpnieka vielmaiņa
Pantotēnskābe, koenzīma A formā, ir iesaistīts daudzveidīgās reakcijās starpnieku metabolismā. Tas ietver enerģijas, ogļhidrātu, tauku un aminoskābju metabolismu. To raksturo vielmaiņas ceļi, kas rodas anaboliskā un kataboliskā metabolisma saskarnēs. anaboliskie - uzkrāšanās procesi ietver lielu molekulu šūnu sastāvdaļu, piemēram, fermentatīvo sintēzi ogļhidrāti, proteīni un tauki, no mazākiem molekulas ar ATP palīdzību. Kataboliskās - degradējošās - reakcijas raksturo lielu barības vielu oksidatīvā sadalīšanās molekulas, Piemēram, ogļhidrāti, tauki un proteīni, uz mazāku vienkāršāku molekulas, piemēram, pentozes vai heksozes, taukskābes, aminoskābes, ogleklis dioksīds un ūdens. Saistīts ar katabolismu ir enerģijas izdalīšanās ATP formā. Koenzīma A galvenā funkcija ir pārnest acilgrupas. Šajā procesā CoA, no vienas puses, izveido savienojumu ar pārnesamajiem acila atlikumiem un, no otras puses, savienojumus ar svarīgiem fermenti starpnieku metabolismu. Tādā veidā gan acilgrupas, gan fermenti tiek aktivizēti, ļaujot tiem pietiekamā ātrumā veikt noteiktas ķīmiskas reakcijas organismā. Bez koenzīma A saistošie partneri būtu daudz reaktīvāki. Acilgrupu pārvietošana ar koenzīmu A notiek šādi. Pirmajā posmā koenzīms A, kas ir brīvi saistīts ar apoenzīmu - fermenta olbaltumvielu daļu, pārņem acilgrupu no piemērota donora, piemēram, piruvāts, alkāns vai taukskābes. Saite starp CoA un acilu rodas starp koenzīma A molekulas cisteamīna atlikuma SH grupu (tiola grupu) un acila karboksilgrupu (COOH). Šo saiti sauc par tioesteru saiti. Tam ir ļoti daudz enerģijas, un tam ir liels grupas pārsūtīšanas potenciāls. Zināmās tioesteru saites ir, piemēram, acetil-, propionil- un malonil-CoA, kā arī taukskābes-CoA tioesteris. Visbeidzot, koenzīma A SH grupa ir tā reaktīvā grupa, tāpēc koenzīms A bieži tiek saīsināts kā CoA -SH. Otrajā posmā koenzīms A atdalās no viena apoenzīma saistībā ar acil-atlikumu kā acil-CoA un pāriet uz citu apoenzīmu. Pēdējā posmā ar enzīmu saistītā CoA pārnes acilgrupu uz piemērotu akceptoru, piemēram, uz oksaloacetātu vai taukskābju sintāzi. Starp AcA grupas iegūšanu un atbrīvošanu no CoA var notikt arī vairākas vairāk enzīmu katalizētas reakcijas. Piemēram, acilgrupas struktūra var tikt mainīta, saistoties ar koenzīmu A, piemēram, propionskābes fermentatīvā pārveidošana par sukcinātu. Pantotēnskābes kā koenzīma A ieguldījums aminoskābju metabolismā:
Fermenta noārdīšanās:
- Izoleicīns, leicīns un triptofāns līdz acetil-CoA.
- Valīns līdz metilmalonil-CoA
- Izoleicīns propionil-CoA
- Fenilalanīns, tirozīns, lizīns un triptofāns pret acetoacetil-CoA
- Leicīns līdz 3-hidroksi-3-metilglutaril-CoA
Pantotēnskābe joprojām spēlē centrālo lomu
Šūnu modifikācija proteīni. Acil- un acetilēšanas reakcijas attiecīgi var spēcīgi ietekmēt olbaltumvielu aktivitāti, struktūru un lokalizāciju. Visizplatītākā modifikācija ir acetilgrupas pārnešana ar CoA uz peptīdu ķēdes N-gala galu, parasti uz metionīns, alanīns vai serīns. Kā iespējama šīs acetilēšanas funkcija tiek apspriesta šūnu olbaltumvielu aizsardzība pret proteolītisko noārdīšanos. Bez tam acetilholīns, pantotēnskābe ir būtiska taurīns un attiecīgi 2-aminoetānsulfoskābe. Taurīns ir stabils gala produkts vielmaiņas procesā sērs-satur aminoskābes cisteīns un metionīns. Aminoskābēm līdzīgais savienojums, no vienas puses, darbojas kā a neiromeditors (kurjera viela) un, no otras puses, kalpo šķidruma stabilizēšanai līdzsvarot šūnās. Papildus, taurīns piedalās programmas uzturēšanā imūnā sistēma un novērš iekaisumu.
Acetila koenzīms A
Starpposma metabolismam visnozīmīgākais esteris koenzīma A aktivācija etiķskābe, acetil-Co. Tas ir katabolisko ogļhidrātu, tauku un aminoskābju vai olbaltumvielu metabolisma galaprodukts. Acetil-CoA veidojas no ogļhidrātitaukus un olbaltumvielas var ievadīt citrāta ciklā, pārnesot acetilgrupu uz oksaloacetātu ar CoA atkarīgās citrāta sintāzes palīdzību, veidojot citrātu, kur to var pilnībā sadalīties ogleklis dioksīds un ūdens lai iegūtu enerģiju ATP formā. Galvenais citrātu cikla CoA atvasinājums ir aktivēta dzintarskābe, sukcinil-CoA. Tas veidojas no alfa-ketoglutarāta dekarboksilēšanas reakcijas rezultātā, izmantojot CoA atkarīgo alfa-ketoglutarāta dehidrogenāzi. Darbojoties ar citu CoA atkarīgu fermentu, sukcinil-CoA reakcija ar glicīnu noved pie delta-aminolevulīnskābes veidošanās. Pēdējais ir korina gredzena priekšgājējs vitamīns B12 un porfirīna gredzens citohromos, kā arī hēma proteīni, piemēram, hemoglobīns. uz pantotēnskābe trūkums, anēmija (anēmija) rodas eksperimentos ar dzīvniekiem, ņemot vērā deficītu hemoglobīnsPapildus katabolisma vielmaiņas procesiem acetil-CoA ir iesaistīts šādās sintēzēs:
- Taukskābes, triglicerīdi, un fosfolipīdi.
- Ketona ķermeņi - acetoacetāts, acetons un beta-hidroksibutirīnskābe.
- Steroīdi, piemēram holesterīns, žultsskābes, ergosterols - ergokalciferola un D2 vitamīna prekursors, attiecīgi virsnieru un dzimums hormoni.
- Visi komponenti, kas sastāv no izoprenoīdu vienībām, piemēram, ubikinona un koenzīma Q, attiecīgi ar lipofilu izoprenoīdu sānu ķēdi - mevalonskābe ir izoprenoīda prekursors, un to veido trīs acetil-CoA molekulu kondensācija.
- Heme - dzelzi saturošs porfirīna komplekss, kas proteīnos atrodams kā protezēšanas grupa, kas pazīstams kā citohroms; galvenie atvasinātie hemoproteīni ir hemoglobīns (asins pigments), mioglobīns un mitohondriju elpošanas ķēdes un zāles noārdošo sistēmu citohromi - P450
- Acetilholīnu, viens no vissvarīgākajiem neirotransmiteru tīklā smadzenes - piemēram, tas izsauc ierosmes pārraidi starp nervu un muskuļiem neiromuskulārajā gala plāksnē un pārraidi no pirmās uz otro no divām nervu šūnām, kas virknē savienotas autonomā nervu sistēmas, ti, gan simpātiskajā, gan parasimpātiskajā nervu sistēmā
- Svarīgu glikoproteīnu un glikolipīdu sastāvdaļu, piemēram, N-acetilglukozamīna, N-acetilgalaktozamīna un N-acetilneuroamīnskābes, cukuru veidošanās - glikoproteīni kalpo, piemēram, kā šūnu membrānu strukturālie komponenti, dažādu gļotādu gļotas (gļotas), hormoni, piemēram, tirotropīns, imūnglobulīni un interferoni, kā arī šūnu mijiedarbībai caur membrānas olbaltumvielām; glikolipīdi ir iesaistīti arī šūnu membrānu veidošanā
Turklāt acetil-CoA reaģē ar narkotikas, Piemēram, sulfonamīdi, kas to izdalīšanai acetilē aknas. Tādējādi acetil-CoA veicina detoksikācija of narkotikas.Peptīda acetilēšana hormoni šķelšanās laikā no polipeptīda prekursora dažādos veidos ietekmē viņu aktivitāti. Piemēram, epinefrīna darbība tiek kavēta acetilgrupas pārvietošanās rezultātā uz peptīdu ķēdes N-galu, savukārt melanocītus stimulējošais hormons-MHS tiek aktivizēts ar acetilēšanu. Starp CoA atkarīgo fermentu fermentu piemēri metabolisms, kas saistīts ar acetil-CoA veidošanos un noārdīšanos:
- Piruvāta dehidrogenāze - pēc glikolīzes (glikoze sadalīšanās), šis enzīmu komplekss noved pie piruvāta oksidatīvās dekarboksilēšanas par acetil-CoA.
- Acetil-CoA karboksilāze - acetil-CoA pārveidošana par malonil-CoA taukskābju sintēzei.
- Acil-CoA dehidrogenāzes, t-enola-CoA hidratāzes, beta-hidroksiacil-CoA dehidrogenāzes, tiolāzes - piesātināto taukskābju noārdīšanās beta-oksidēšanās ietvaros līdz acetil-CoA; beta-oksidēšanā divi taukskābes vienmēr pēc kārtas tiek atdalīti no taukskābēm acetil-CoA formā - piemēram, piesātinātās palmitīnskābes noārdīšanās - C16: 0 - tiek veidotas astoņas acetil-CoA molekulas
- Tioloāze, 3-hidroksi-3-metilglutaril-CoA reduktāze - HMG reduktāze - bijušais ferments noved pie acetil-CoA pārvēršanas par 3-hidroksi-3-metilglutaril-CoA, kas tālāk var reaģēt, veidojot ketona ķermeņus; HMG reduktāze samazina HMG-CoA līdz mevalonātam, lai sintezētu steroīdus, kas pieder lipīdi, Piemēram, holesterīns.
Acil koenzīms A
Acil-CoA ir nosaukums aktivētajām taukskābju atliekām. Tā kā taukskābju skābes ir relatīvi inerti, pirms reakcijas tie vispirms jāaktivizē CoA. Aktivizēšanai izšķirošais ferments ir acil-CoA sintetāze, kas pazīstama arī kā tiokināze, kas ir no CoA atkarīgs enzīms. Tiokināze noved pie aciladenilāta veidošanās, pievienojot ATP taukskābes karboksilgrupai, sadalot divus fosfāts atliekas no ATP. Šajā procesā adenozīns trifosfāts pārvēršas par adenozīna monofosfātu - AMP. Pēc tam AMP tiek atdalīts no aciladenilāta un šajā procesā izdalītā enerģija tiek izmantota acilgrupas esterifikācijai ar koenzīmu A. Šo soli katalizē arī tiokināze. skābes spēj reaģēt, piemēram, beta oksidēšanās, tikai ar enerģiju bagāta savienojuma veidā ar CoA. Beta oksidēšanai - piesātināto taukskābju noārdīšanās skābes - acil-CoA jāpārvadā mitohondriju matricā. Garo ķēžu taukskābes var šķērsot iekšējo mitohondriju membrānu tikai ar transporta molekulas L-karnitīna palīdzību. CoA pārnes acilgrupu uz karnitīnu, kas taukskābju atlikumus pārnes mitohondriju matricā. Tur acilgrupu saista koenzīms A, tāpēc acil-CoA atkal ir klāt. Mitohondriju matricā sākas faktiskā beta oksidēšanās. Tas notiek pakāpeniski četru atsevišķu reakciju atkārtotā secībā. Četru atsevišķu reakciju vienas secības produktos ietilpst taukskābju molekula, kas ir divas ogleklis īsāki atomi acil-CoA formā un acetilgrupa, kas saistīta ar koenzīmu A, kas sastāv no diviem atdalītajiem taukskābes C atomiem. Taukskābe, kas ir par diviem C atomiem mazāka, tiek atgriezta pirmais beta-oksidēšanas solis, un tam tiek veikts atkārtots saīsinājums. Šo reakcijas secību atkārto, līdz beigās paliek divas acetil-CoA molekulas. Tie var iekļūt citrātu ciklā tālākai noārdīšanai vai izmantot ketonu ķermeņu vai taukskābju sintēzei. Papildus acetilgrupu pārnesei ir svarīga arī acilgrupu pārnešana ar koenzīmu A. Bieži notiek acilēšana ar piesātināto C14 taukskābju miristīnskābi, acilgrupai piesaistoties proteīna N-termināla glicīna atlikumam, piemēram, citohroma reduktāzei un proteīnkināzei. CoA arī pārnes acilu no C16 taukskābju palmitīnskābes uz serīnu vai cisteīns olbaltumvielu atlikumi, piemēram, dzelzs transferīns receptors, insulīna - šūnu receptori un membrānas glikoproteīni imūnā sistēmaIespējams, ka šīs acilācijas kalpo tam, lai olbaltumviela varētu saistīties ar biomembrānām. Turklāt tiek apspriests, ka acilgrupu pārnešana ietekmē olbaltumvielu spēju piedalīties signāla transdukcijas regulatīvajos posmos.
4’-fosfopantetīns kā taukskābju sintāzes koenzīms
Papildus tam, ka pantotēnskābe fosfopantetīna formā ir svarīga kā koenzīma A sastāvdaļa, tai ir svarīga funkcija kā taukskābju sintāzes acilnes nesējproteīna (ACP) protezēšanas grupa. Taukskābju sintāze ir daudzfunkcionāls proteīns, kas, saliekot, tiek sadalīts dažādās telpiskās sekcijās. Katrai no šīm sadaļām ir viena no septiņām fermentatīvām aktivitātēm. Viena no šīm sadaļām sastāv no acil-nesējproteīna, kas satur perifēro SH grupu, ko veido cisteinilgrupa un centrālā SH grupa. 4’-fosfopantetīns veido centrālo SH grupu, kovalenti saistoties ar to fosfāts grupa līdz ĀKK serīna atlikumam. Piesātināto taukskābju biosintēze norit kārtīgā cikliskā secībā, savukārt sintezējamās taukskābes tiek piedāvātas savukārt taukskābju sintāzes atsevišķām fermentu sekcijām. Sintēzes laikā 4'-fosfopanteteīna terminālajai SH grupai ir akceptora loma attiecībā uz malonilgrupu, kas jāuzņem katras apstrādes laikā. Turklāt tas kalpo kā nesēja augošajām taukskābēm. Koenzīms A ir iesaistīts arī taukskābju veidošanā un to iekļaušanā, piemēram, sfingolipīdos vai fosfolipīdi [4, 10. Sfingolipīdi ir mielīna (mielīna apvalks neirona, ti, a nervu šūna) un tādējādi ir svarīgi nervu signāla pārnešanai. fosfolipīdi pieder pie membrānas lipīdu saimes un veido biomembrānas lipīdu divslāņa galveno sastāvdaļu. Taukskābju biosintēzes sākšanai CoA pārnes acetilgrupu uz enzīmu SH grupu, kā arī malonilgrupu uz fermentu saistīto 4'- taukskābju sintāzes fosfopantetīns. Kondensācija notiek starp acetilgrupu un malonilgrupu, izraisot beta-ketoaciltioestera veidošanos. Eliminācijas of oglekļa dioksīds. Samazinājums, Eliminācijas of ūdensun vēl viena reducēšanās rezultāts ir piesātināts aciltioesteris. Ar katru ciklisko ciklu taukskābju ķēde tiek pagarināta ar diviem oglekļa atomiem. Lai sintezētu vienu C16 vai C18 taukskābes molu, starterim ir nepieciešams viens mols acetil-CoA un septiņi vai astoņi moli malonil-CoA kā papildu C2 vienību piegādātāji.
