Atsetil-KoA (Atsetilkoferment A)

Atsetilkoferment A, atsetil-koenzim A, qisqacha atsetil-KoA (acetyl-CoA) — moddalar almashinuvi uchun juda muhim bo‘lgan va ko‘plab biokimyoviy reaksiyalarda ishlatiladigan birikma. Uning asosiy vazifasi — energiya ajralishi bilan oksidlanishi uchun atsetil guruhiga tegishli uglerod atomlarini trikarbon kislotalar sikliga (limon kislotasi sikli, TCA sikli) yetkazib berishdir.

Atsetil-KoA

Umumiy maʼlumotlar
Qisqartmalar	Atsetil-KoA
Anʼanaviy nomlari	Atsetil-koenzim A
Kimyoviy formula	C₂₃H₃₈N₇O₁₇P₃S
Jismoniy xossalari
Molyar massa	809,572083 g/mol
Klassifikatsiya
CAS ro‘yxat raqami	72-89-9
PubChem	444493
EINECS ro‘yxat raqami	200-790-9
SMILES
InChI
ChEBI	15351
ChemSpider	392413
Maʼlumotlar, agar boshqacha ko‘rsatilmagan bo‘lsa, standart sharoitlar (standart sharoitlar, 25 °C, 100 kPa) uchun keltirilgan.

Kimyoviy tuzilishi bo‘yicha atsetil-KoA koferment A (coenzyme A, tiol) va sirka kislotasi (atsil guruhi tashuvchisi, acyl group) o‘rtasidagi tioefir (thioester) hisoblanadi. Atsetil-KoA hujayraviy nafas olishning kislorod ishtirokidagi ikkinchi bosqichida — mitoxondriya matritsasida kechadigan piruvatning dekarboksillanishi (oksidlovchi dekarboksillanish) jarayonida hosil bo‘ladi. Keyin atsetil-KoA trikarbon kislotalar sikliga kiradi.

Atsetil-KoA neyrotransmitter atsetilxolin (acetylcholine)ning biologik sintezi uchun ham muhim tarkibiy qismdir. Xolin atsetil-KoA bilan birikib, xolin-atsetiltransferaza (choline acetyltransferase) fermenti ishtirokida atsetilxolin va koenzim A (coenzyme A) hosil bo‘lishiga olib keladi.

Funktsiyalar

Piruvatning oksidlovchi dekarboksillanishi va piruvat-format-liaza reaksiyalari

Piruvatning kislorod ishtirokida atsetil-KoA ga aylanishi piruvatning oksidlovchi dekarboksillanishi reaksiyasi deb ataladi. Bu reaksiya piruvatdehidrogenaza kompleksi (pyruvate dehydrogenase complex) tomonidan katalizlanadi.

Piruvat va atsetil-KoA o‘rtasida boshqa o‘zgarishlar ham mumkin. Masalan, piruvat-format-liazalar (pyruvate formate lyase) piruvatni atsetil-KoA va chumoli kislotasiga (formic acid) aylantiradi.

Yog‘ kislotalari metabolizmi

Inson organizmida uglerod atomlari soni juft bo‘lgan to‘yingan yog‘ kislotalari (asosan palmitat va stearat) sintezi amalga oshadi; bu sintez uchun metabolik manba — aerob sharoitda glyukozaning oksidlanishi natijasida hosil bo‘ladigan atsetil-KoAdir. Yog‘ kislotalarining biosintezi (fatty acid biosynthesis) faolligi ratsion xususiyatiga bog‘liq: tarkibida yog‘lar ko‘p bo‘lgan oziq-ovqat bu sintez tezligini susaytiradi.

Atsetil-KoAdan yog‘ kislotalari biosintezining fermentativ reaksiyalari, ularning oksidlanishidan (β-oksidlanishdan) farqli o‘laroq, hujayralar sitoplazmasida amalga oshadi. Bu sintezning asosiy mahsuloti palmitin kislotasi (palmitic acid) C₁₅H₃₁COOH hisoblanadi.

Uzun zanjirli yog‘ kislotalarini sintez qilishda hujayra foydalanadigan ikki uglerodli fragmentlarning bevosita donori — mitoxondriya matritsasida kechadigan piruvatning oksidlovchi dekarboksillanishi reaksiyasi natijasida hosil bo‘lgan atsetil-KoAdir.

Mitoxondriyalarning ichki membranasi atsetil-KoA uchun o‘tkazmaydigan bo‘lgani sababli, yog‘ kislotalari biosintezi jarayonida atsetil-KoAdan foydalanish uchun mitoxondrial atsetil-KoAni sitozolga tashiydigan maxsus tizim qo‘llaniladi. Jarayon quyidagicha amalga oshiriladi:

Mitoxondriya ichidagi bosqichlar
Mitoxondriya ichida atsetil-KoA oksaloatsetat bilan birikib, limon kislotasini (tsitrat, citrate) hosil qiladi. U oksidlovchi tsitrat siklining (TCA) asosiy substrati bo‘lsa-da, trikarbonilatlar uchun maxsus tashuvchi tizim yordamida qisman mitoxondriyani tark etib sitozolga o‘ta oladi:

1) $Acetyl-CoA_{mitochondrial}+Oxaloacetate\longrightarrow Citrate_{mitochondrial}+CoA-SH$

2) $Citrate_{mitochondrial}\longrightarrow Citrate_{cytosolic}$

Sitratning mitoxondriyadan sitoplazmaga chiqishi organizmda anabolik jarayonlar faollashgan sharoitda, xususan glyukoza va boshqa shakarlarning ko‘p miqdorda qabul qilinishi natijasida yuz beradi. Ularning glikolitik oksidlanishi mitoxondriya matritsasida tsitrat va limon kislotasi sikli (TCA sikli)ning boshqa metabolitlari to‘planishiga olib keladi.

Sitozoldagi bosqich
Sitozol fazosida tsitrat maxsus tsitrat-liaza (citrate lyase) yordamida parchalanib, oksaloatsetat va sitozolik atsetil-KoA hosil qiladi; u esa yuqori yog‘ kislotalari sintezi tizimiga yo‘naltiriladi:

Hayvonlarda atsetil-KoA uglevod almashinuvi va yog‘ almashinuvi o‘rtasidagi muvozanatning asosiy bo‘g‘ini hisoblanadi. Odatda yog‘ kislotalari metabolizmidan hosil bo‘lgan atsetil-KoA trikarbon kislotalar sikliga kirib, hujayralarning energiya bilan ta’minlanishiga xizmat qiladi.

Jigar hujayralarida yog‘ kislotalari qon oqimida yuqori darajaga yetganda, yog‘larning parchalanishidan hosil bo‘ladigan atsetil-KoA miqdori hujayraning energiyaga bo‘lgan ehtiyojidan oshib ketadi. Ortiqcha atsetil-KoAda mavjud energiyani ishlatish uchun keton tanachalari (ketone bodies) sintez qilinadi va ular keyinchalik qonda aylanib yurishi mumkin. Ayrim sharoitlarda bu qonda keton tanachalarining yuqori darajasiga — ketoz (ketosis) deb ataladigan holatga olib kelishi mumkin; u diabetiklarda kuzatiladigan xavfli ketaotsidoz (ketoacidosis) holatidan farq qiladi.

O‘simliklarda yangi yog‘ kislotalari sintezi plastidalar (plastids)da amalga oshadi. Ko‘plab o‘simliklar urug‘larida katta miqdorda yog‘lar to‘playdi, bu esa nihollar unib chiqishi va dastlabki o‘sish davrida — ular fotosintez hisobiga oziqlana boshlaguncha — ularni ta’minlab turadi. Yog‘ kislotalari membrana lipidlarining tarkibiga kiradi; lipidlar ko‘pchilik membranalarning asosiy tarkibiy qismini tashkil etadi.

Boshqa reaksiyalar

Ikki atsetil-KoA molekulasi birikib atsetoatsetil-KoA (acetoacetyl-CoA) hosil qilishi mumkin; bu GMG-KoA (HMG-CoA, 3-gidroksi-3-metilglutaril-KoA) hosil bo‘lishi va izoprenoidlar (isoprenoids) sintezidan oldingi xolesterin biosintezining birinchi bosqichidir. Hayvonlarda GMG-KoA xolesterin va keton tanachalari sintezi uchun hayotiy ahamiyatga ega bo‘lgan prekursor (oldingi modda) hisoblanadi.

Atsetil-KoA, shuningdek, post-translyatsion modifikatsiya — atsetillanish (acetylation) jarayonida gistone va nogiston (histone va non-histone) oqsillaridagi ayrim lizin qoldiqlariga qo‘shiladigan atsetil guruhining manbai hisoblanadi; bu reaksiya atsetiltransferazalar (acetyltransferase) tomonidan katalizlanadi.

O‘simliklar va hayvonlarda sitozolik atsetil-KoA ATP-tsitratliaza (ATP-citrate lyase) yordamida sintez qilinadi. Hayvonlar qoni tarkibida glyukoza ko‘p bo‘lganda, u sitozolda glikoliz (glycolysis) orqali piruvatga, so‘ngra mitoxondriyada atsetil-KoAga aylanadi. Ortiqcha atsetil-KoA ortiqcha tsitratlar hosil bo‘lishiga olib keladi; ular sitozolga tashiladi va u yerda sitozolik atsetil-KoA hosil bo‘lishini ta’minlaydi.

Atsetil-KoA sitozolda atsetil-KoA-karboksilaza (acetyl-CoA carboxylase) reaksiyasi orqali karboksillanib, malonil-KoA (malonyl-CoA) hosil qiladi. Malonil-KoA flavonoidlar va ular bilan bog‘liq poliketoidlar (polyketides) sintezi, yog‘ kislotalarini uzaytirish (mumlar, waxes hosil bo‘lishi), karamdosh o‘simliklar (Brassica) urug‘larida kutikula va yog‘ hosil bo‘lishi, shuningdek oqsillar va boshqa fitokimyoviy birikmalarni malonillash (malonation) uchun zarurdir.

O‘simliklarda bunday fitokimyoviy birikmalarga seskviterpenlar (sesquiterpenes), brassinosteroidlar (brassinosteroids, gormonlar) va membrana sterollari kiradi.