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| 名前 | |
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| 推奨されるIUPAC名
O 1 -{(3 R )-4-[(3-{[2-(アセチルスルファニル)エチル]アミノ}-3-オキソプロピル)アミノ]-3-ヒドロキシ-2,2-ジメチル-4-オキソブチル} O 3 -{[(2 R ,3 S ,4 R ,5 R )-5-(6-アミノ-9 H -プリン-9-イル)-4-ヒドロキシ-3-(ホスホノオキシ)オキソラン-2-イル]メチル}二水素二リン酸 | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.000.719 |
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| ケッグ |
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| メッシュ | アセチル+コエンザイム+A |
パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| Ｃ２３Ｈ３８Ｎ７Ｏ１７Ｐ３Ｓ | |
| モル質量 | 809.57 グラムモル−1 |
| 紫外線可視光線（λmax） | 260 nm; 232 nm [1] |
| 吸収度 | ε 260 = 16.4 mM -1 cm -1 (アデノシン) [1] ε 232 = 8.7 mM -1 cm -1 (チオエステル) [1 ]チオエステル加水分解における Δ ε 232 = -4.5 mM -1 cm -1 [1] |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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アセチルCoA（アセチル補酵素A ）は、タンパク質、炭水化物、脂質の代謝における多くの生化学反応に関与する分子です。[2]その主な機能は、アセチル基をクエン酸回路（クレブス回路）に送り、酸化させてエネルギーを生成することです。
補酵素 A (CoASH または CoA)は、アミド結合[3]および 3'-リン酸化 ADPを介してパントテン酸(ビタミン B5)に結合したβ-メルカプトエチルアミン基で構成されています。アセチル CoA のアセチル基 (右の構造図で青で表示) は、β-メルカプトエチルアミン基のスルフィドリル置換基に結合しています。このチオエステル結合は「高エネルギー」結合であり、特に反応性が高いです。チオエステル結合の加水分解は発エルゴン的です(-31.5 kJ/mol)。
CoA は、解糖による炭水化物の分解とβ 酸化による脂肪酸の分解によってアセチル CoA にアセチル化されます。その後、アセチル CoA はクエン酸回路に入り、アセチル基が二酸化炭素と水に酸化され、放出されたエネルギーはアセチル基 1 つにつき 11 個のATPと 1 個のGTPの形で捕捉されます。
コンラート・ブロッホとフョードル・リネンは、アセチルCoAと脂肪酸代謝を結びつける発見により、1964年のノーベル生理学・医学賞を受賞しました。フリッツ・リップマンは、補酵素Aの発見により1953年にノーベル賞を受賞しました。[4]
役割
アセチルCoAは、生物の多くの代謝経路に関与する代謝中間体です。グルコース、脂肪酸、アミノ酸の分解中に生成され、コレステロール、脂肪酸、ケトン体など、他の多くの生体分子の合成に使用されます。アセチルCoAは、細胞のミトコンドリアで発生する一連の化学反応であるクエン酸回路の重要な分子でもあり、 ATPの形でエネルギーを生成する役割を果たします。[5] [6]
さらに、アセチル CoA はさまざまなアセチル化学物質の生合成の前駆体であり、それらのアセチル化学物質の生合成中にアセチル基を転移する中間体として機能します。アセチル CoA は、タンパク質の翻訳後アセチル化反応のために標的アミノ酸残基にアセチル基を提供することで、さまざまな細胞メカニズムの調節にも関与しています。
生合成
CoAのアセチル化は炭素源によって決定される。[7] [8]
ミトコンドリア外
- 高血糖値では解糖が急速に起こり、クエン酸回路から生成されるクエン酸の量が増加します。このクエン酸はミトコンドリア外の他の細胞小器官に輸送され、 ATPクエン酸リアーゼ（ACL）という酵素によってアセチルCoAとオキサロ酢酸に分解されます。この主な反応はATPの加水分解と連動しています。[9] [10]
- 低血糖値の場合:
- CoAはアセチルCoA合成酵素（ACS）によって酢酸を用いてアセチル化され、 ATP加水分解も伴う。[11]
- エタノールはアルコール脱水素酵素を利用してCoAをアセチル化するための炭素源としても機能します。[12]
- バリン、ロイシン、イソロイシンなどの分岐鎖ケトン性 アミノ酸の分解が起こる。これらのアミノ酸はアミノ基転移によってα-ケト酸に変換され、最終的にはα-ケト酸脱水素酵素複合体による酸化的脱炭酸反応によってイソバレリルCoAに変換される。イソバレリルCoAは脱水素、カルボキシル化、水和反応を経て別のCoA誘導体中間体を形成し、その後アセチルCoAとアセト酢酸に分解される。[13] [ページが必要]
ミトコンドリア内
- 高血糖値では、解糖系によってアセチルCoAが生成される。[14] ピルビン酸は酸化的脱炭酸反応を起こし、カルボキシル基（二酸化炭素）を失ってアセチルCoAとなり、33.5 kJ/molのエネルギーを放出する。ピルビン酸からアセチルCoAへの酸化的変換は、ピルビン酸脱水素酵素反応と呼ばれ、ピルビン酸脱水素酵素複合体によって触媒される。ピルビン酸とアセチルCoAの間では他の変換も可能である。例えば、ピルビン酸ギ酸リアーゼは、 ピルビン酸をアセチルCoAとギ酸に不均化させる。
- 低血糖レベルでは、アセチルCoAの生成は脂肪酸のβ酸化と関連している。脂肪酸はまずアシルCoAに変換される。その後、アシルCoAは、アシルCoA脱水素酵素、エノイルCoAヒドラターゼ、3-ヒドロキシアシルCoA脱水素酵素、チオラーゼという4つの酵素によって触媒される、酸化、水和、酸化、チオリシスの4段階のサイクルで分解される。このサイクルでは、炭素が2つ少ない新しい脂肪酸鎖と、副産物としてアセチルCoAが生成される。[15]
機能
さまざまな経路における中間体
- 細胞呼吸において
- クエン酸回路:
- 脂肪酸代謝
- アセチルCoAは、炭水化物（解糖系）と脂質（β酸化系）の両方の分解によって生成されます。その後、ミトコンドリア内のクエン酸回路に入り、オキサロ酢酸と結合してクエン酸を形成します。[16] [17]
- 2 つのアセチル CoA 分子が凝縮してアセトアセチル CoAとなり、アセト酢酸とβ-ヒドロキシ酪酸が形成されます。[16]アセト酢酸、β-ヒドロキシ酪酸、およびそれらの自発的分解産物であるアセトン[18]は、しばしば、しかし紛らわしいことに、ケトン体として知られています(これらは「体」ではなく、水溶性の化学物質であるため)。ケトン体は肝臓から血液中に放出されます。ミトコンドリアを持つすべての細胞は、血液からケトン体を取り込み、アセチル CoA に再変換することができます。その後、アセチル CoA はクエン酸回路の燃料として使用できます。これは、肝臓のようにオキサロ酢酸を糖新生経路に転用できる組織が他にないからです。遊離脂肪酸とは異なり、ケトン体は血液脳関門を通過できるため、中枢神経系の細胞の燃料として利用でき、これらの細胞が通常生存するために必要なブドウ糖の代替物として機能します。[16]飢餓、低炭水化物食、長時間の激しい運動、および制御不能な1型糖尿病中に血液中に高レベルのケトン体が発生することはケトーシスとして知られており、制御不能な1型糖尿病の極端な形態はケトアシドーシスと呼ばれます。
- 一方、血中のインスリン濃度が高く、グルカゴンの濃度が低い場合（つまり食後）、解糖系で生成されたアセチルCoAは通常通りオキサロ酢酸と凝縮してミトコンドリア内でクエン酸を形成します。しかし、クエン酸はクエン酸回路を通って二酸化炭素と水に変換されるのではなく、ミトコンドリアから細胞質に除去されます。[16]そこで、 ATPクエン酸リアーゼによってアセチルCoAとオキサロ酢酸に切断されます。オキサロ酢酸はリンゴ酸としてミトコンドリアに戻されます（その後、オキサロ酢酸に戻って、より多くのアセチルCoAをミトコンドリアから移します）。[19]この細胞質アセチルCoAは、アセチルCoAカルボキシラーゼによるマロニルCoAへのカルボキシル化を介して脂肪酸を合成するのに使用され、これが脂肪酸合成の最初のステップです。[19] [20]この変換は主に肝臓、脂肪組織、授乳中の乳腺で起こり、脂肪酸はグリセロールと結合してトリグリセリドを形成します。トリグリセリドはほとんどの動物にとって主要な燃料貯蔵庫です。脂肪酸は、すべての細胞膜の脂質二重層の大部分を構成するリン脂質の成分でもあります。[16]
- 植物では、脂肪酸の新規合成はプラスチドで起こります。多くの種子は、純粋な光合成生物になる前に、種子の発芽と初期の成長をサポートするために、種子油の大きな貯蔵庫を蓄積します。
- 細胞質アセチルCoAはアセトアセチルCoAと縮合して3-ヒドロキシ-3-メチルグルタリルCoA（HMG-CoA ）を形成し、これがコレステロールの合成を制御する律速段階となる。[16] コレステロールはそのまま細胞膜の構造成分として使用することも、ステロイドホルモン、胆汁酸塩、ビタミンDの合成に使用することもできる。[16] [20]
- アセチルCoAは、細胞質内でアセチルCoAカルボキシラーゼによってカルボキシル化され、フラボノイドや関連ポリケチドの合成、アブラナ科植物のワックス、クチクラ、種子油を生成する脂肪酸の伸長、タンパク質やその他の植物化学物質のマロネーションに必要な基質であるマロニルCoAを生成します。 [21]植物では、これらにはセスキテルペン、ブラシノステロイド（ホルモン）、膜ステロールが含まれます。
- ステロイド合成：
- アセチル CoA は、ヒドロキシメチルグルタリル CoA の合成に参加することでメバロン酸経路に関与します。
- アセチルコリンの合成:
- アセチルCoAは、神経伝達物質 アセチルコリンの生体合成においても重要な成分です。コリンはアセチルCoAと組み合わさって、コリンアセチルトランスフェラーゼ酵素によって触媒され、副産物としてアセチルコリンと補酵素Aを生成します。
- メラトニン合成
- アセチル化
- アセチルCoAは、翻訳後修飾アセチル化においてヒストンおよび非ヒストンタンパク質の特定のリジン残基に組み込まれるアセチル基の供給源でもある。このアセチル化はアセチルトランスフェラーゼによって触媒される。このアセチル化は細胞の成長、有糸分裂、アポトーシスに影響を与える。[22]
- アロステリック調節因子
- アセチルCoAはピルビン酸脱水素酵素キナーゼ（PDK）のアロステリック調節因子として働く。アセチルCoAとCoAの比率を制御する。アセチルCoA濃度の上昇はPDKを活性化する。[23]
- アセチルCoAはピルビン酸カルボキシラーゼのアロステリック活性化因子でもある。[24]
インタラクティブな経路マップ
下の遺伝子、タンパク質、代謝物をクリックすると、Gene Wikiページと関連する Wikipedia の記事にアクセスできます。パスウェイは WikiPathways でダウンロードして編集できます。
参照
参考文献
- ^ abcd Dawson RM、Elliott DC、Elliott WH、Jones KM (2002)。生化学研究のためのデータ（第3版）。クラレンドン・プレス。p. 117。ISBN 978-0-19-855299-4。
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- ^ 「脂肪酸 - アセチルCoAの構造」library.med.utah.edu . 2017年6月2日閲覧。
- ^ 「すべてのノーベル生理学・医学賞」ノーベル賞。
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外部リンク
- 米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)におけるアセチル + コエンザイム + A