أسيتيل أنزيم أ: الهيكل والتكوين والوظائف - مادة الاحياء - 2026

و أسيتيل التميم A ، أسيتيل التميم مختصرة، هو جزيء متوسط حاسما لمختلف المسارات الأيضية من كل من الدهون والبروتين والكربوهيدرات. تشمل وظائفها الرئيسية توصيل مجموعة الأسيتيل إلى دورة كريبس.

يمكن أن يحدث أصل جزيء الأسيتيل المساعد من خلال طرق مختلفة ؛ يمكن أن يتشكل هذا الجزيء داخل الميتوكوندريا أو خارجها ، اعتمادًا على كمية الجلوكوز الموجودة في البيئة. خاصية أخرى لأسيتيل CoA هي أن الطاقة تنتج بأكسدتها.

بناء

يتكون الإنزيم A من مجموعة β-mercaptoethylamine مرتبطة بفيتامين B5 ، وتسمى أيضًا حمض البانتوثنيك. وبالمثل ، يرتبط هذا الجزيء بـ 3'-phosphorylated nucleotide ADP. يتم إرفاق مجموعة الأسيتيل (COCH ₃) بهذا الهيكل.

الصيغة الكيميائية لهذا الجزيء هي C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S وله وزن جزيئي 809.5 جم / مول.

تدريب

كما ذكر أعلاه ، يمكن أن يحدث تكوين الأسيتيل CoA داخل أو خارج الميتوكوندريا ، ويعتمد على مستويات الجلوكوز الموجودة في الوسط.

داخل الميتوكوندريا

عندما تكون مستويات الجلوكوز عالية ، يتم تكوين الأسيتيل CoA على النحو التالي: المنتج النهائي لتحلل السكر هو البيروفات. لكي يدخل هذا المركب في دورة كريبس ، يجب تحويله إلى أسيتيل CoA.

هذه الخطوة مهمة لربط تحلل السكر بعمليات التنفس الخلوي الأخرى. تحدث هذه الخطوة في مصفوفة الميتوكوندريا (في بدائيات النوى تحدث في العصارة الخلوية). يتضمن رد الفعل الخطوات التالية:

- لكي يحدث هذا التفاعل ، يجب أن يدخل جزيء البيروفات إلى الميتوكوندريا.

- تتم إزالة مجموعة الكربوكسيل من البيروفات.

- بعد ذلك ، يتأكسد هذا الجزيء. يتضمن الأخير مرورًا من NAD + إلى NADH بفضل ناتج الإلكترونات من الأكسدة.

- الجزيء المؤكسد يرتبط بالإنزيم المساعد أ.

التفاعلات اللازمة لإنتاج أنزيم الأسيتيل أ يتم تحفيزها بواسطة مركب إنزيم ذو حجم كبير يسمى بيروفات ديهيدروجينيز. يتطلب هذا التفاعل وجود مجموعة من العوامل المساعدة.

هذه الخطوة مهمة في عملية تنظيم الخلية ، حيث يتم تحديد كمية الأسيتيل CoA التي تدخل دورة كريبس هنا.

عندما تكون المستويات منخفضة ، يتم إنتاج أنزيم الأسيتيل أ عن طريق أكسدة الأحماض الدهنية.

خارج الميتوكوندريا

عندما تكون مستويات الجلوكوز مرتفعة ، تزداد كمية السترات أيضًا. يتم تحويل السيترات إلى أسيتيل كوزيم أ وأوكسالو أسيتات بواسطة إنزيم سيترات لياز ATP.

في المقابل ، عندما تكون المستويات منخفضة ، يتم أسيتيل CoA بواسطة acetyl CoA synthetase. بالطريقة نفسها ، يعمل الإيثانول كمصدر للكربون من أجل الأستلة عن طريق إنزيم نازع هيدروجين الكحول.

المميزات

يوجد Acetyl-CoA في عدد من مسارات التمثيل الغذائي المتنوعة. بعض هذه كالتالي:

دورة حمض الستريك

Acetyl CoA هو الوقود اللازم لبدء هذه الدورة. يتم تكثيف أنزيم الأسيتيل أ مع جزيء حمض أوكسالأسيتيك في سيترات ، وهو تفاعل محفز بواسطة إنزيم سيترات سينثيز.

تواصل ذرات هذا الجزيء الأكسدة لحين أنها تشكل CO ₂. لكل جزيء من الأسيتيل CoA يدخل الدورة ، يتم إنشاء 12 جزيء من ATP.

التمثيل الغذائي للدهون

Acetyl CoA هو منتج مهم لعملية التمثيل الغذائي للدهون. لكي يتحول الدهن إلى جزيء أسيتيل أنزيم أ ، فإن الخطوات الأنزيمية التالية مطلوبة:

- يجب "تنشيط" الأحماض الدهنية. تتكون هذه العملية من ارتباط الأحماض الدهنية بـ CoA. للقيام بذلك ، يتم شق جزيء ATP لتوفير الطاقة التي تسمح بهذا الاتحاد.

- يحدث أكسدة أنزيم أسيل أ ، وتحديداً بين ذرات الكربون ألفا وبيتا. الآن ، يسمى الجزيء acyl-a enoyl CoA. تتضمن هذه الخطوة تحويل FAD إلى FADH ₂ (يأخذ الهيدروجين).

- الرابطة المزدوجة المتكونة في الخطوة السابقة تستقبل H على كربون ألفا وهيدروكسيل (-OH) على بيتا.

- تحدث أكسدة بيتا (β لأن العملية تحدث على مستوى ذلك الكربون). تتحول مجموعة الهيدروكسيل إلى مجموعة كيتو.

- جزيء من الإنزيم المساعد A يشق الرابطة بين الكربون. يرتبط المركب المذكور ببقية الأحماض الدهنية. المنتج عبارة عن جزيء أسيتيل CoA وآخر به ذرتان كربون أقل (يعتمد طول المركب الأخير على الطول الأولي للدهون. على سبيل المثال ، إذا كان يحتوي على 18 ذرة كربون ، فستكون النتيجة 16 ذرة كربون نهائيًا).

هذا المسار الأيضي المكون من أربع خطوات: الأكسدة ، والترطيب ، والأكسدة ، والتحلل ، والذي يتكرر حتى يظل جزيئين من الأسيتيل CoA بمثابة المنتج النهائي. أي أن كل حمض الصف يصبح أسيتيل CoA.

يجدر بنا أن نتذكر أن هذا الجزيء هو الوقود الرئيسي لدورة كريبس ويمكنه دخوله. بقوة ، هذه العملية تنتج ATP أكثر من استقلاب الكربوهيدرات.

تخليق أجسام الكيتون

يحدث تكوين أجسام الكيتون من جزيء من أنزيم الأسيتيل أ ، وهو أحد منتجات أكسدة الدهون. يسمى هذا المسار بالتولد الكيتون ويحدث في الكبد. على وجه التحديد ، يحدث في الميتوكوندريا لخلايا الكبد.

أجسام الكيتون عبارة عن مجموعة غير متجانسة من المركبات القابلة للذوبان في الماء. إنها النسخة القابلة للذوبان في الماء من الأحماض الدهنية.

يتمثل دوره الأساسي في العمل كوقود لأنسجة معينة. خاصة في مراحل الصيام ، يمكن للدماغ أن يأخذ أجسام الكيتون كمصدر للطاقة. في ظل الظروف العادية ، يستخدم الدماغ الجلوكوز.

دورة الجليوكسيلات

يحدث هذا المسار في عضية متخصصة تسمى glyoxysome ، موجودة فقط في النباتات والكائنات الحية الأخرى ، مثل البروتوزوا. يتم تحويل أنزيم الأسيتيل أ إلى سكسينات ويمكن إعادة دمجه في دورة حمض كريبس.

بمعنى آخر ، هذا المسار يجعل من الممكن تخطي ردود فعل معينة لدورة كريبس. يمكن تحويل هذا الجزيء إلى مالات ، والذي بدوره يمكن تحويله إلى جلوكوز.

لا تمتلك الحيوانات عملية التمثيل الغذائي اللازمة لإجراء هذا التفاعل ؛ لذلك ، فهم غير قادرين على تنفيذ هذا التركيب للسكريات. في الحيوانات ، تتأكسد جميع كربون الأسيتيل CoA إلى CO ₂ ، وهو أمر غير مفيد في مسار التخليق الحيوي.

المنتج النهائي لتحلل الأحماض الدهنية هو أنزيم الأسيتيل أ. لذلك ، لا يمكن إعادة إدخال هذا المركب في الحيوانات للتوليف.

المراجع

1. بيرج ، جي إم ، سترير ، إل ، وتيموكزكو ، جي إل (2007). الكيمياء الحيوية. أنا عكس.
2. ديفلين ، TM (2004). الكيمياء الحيوية: كتاب مدرسي مع التطبيقات السريرية. أنا عكس.
3. كولمان ، ج. ، وروم ، كيه إتش (2005). الكيمياء الحيوية: نص وأطلس. عموم أمريكا الطبية Ed.
4. بينيا ، أ ، أرويو ، أ ، جوميز ، أ ، وتابيا ر. (2004). الكيمياء الحيوية. التحرير ليموزا.
5. Voet ، D. ، & Voet ، JG (2006). الكيمياء الحيوية. عموم أمريكا الطبية Ed.