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アシル-CoAは、カルボン酸を代謝するCoAベースの補酵素のグループです。脂肪アシル-CoAはベータ酸化の影響を受けやすく、最終的にアセチル-CoA を形成します。アセチル-CoA はクエン酸回路に入り、最終的にATPのいくつかの当量を形成します。このようにして、脂肪は一般的な生化学的エネルギーキャリアである ATP に変換されます。
機能
脂肪酸の活性化
脂肪はアシルCoAに変換されて分解されます。この変換は、運動などの高エネルギー需要に対する1つの反応です。[1] 脂肪酸の酸化分解は、アシルCoAシンテターゼによって触媒される2段階のプロセスです。[2]脂肪酸は、アシルCoAの前駆体であるアシルリン酸に変換されます。後者の変換は、アシルCoAシンターゼによって媒介されます。
- アシル-P + HS-CoA → アシル-S-CoA + P i + H +
脂肪酸の鎖長に応じて、3種類のアシルCoA合成酵素が利用されます。[3]たとえば、中鎖アシルCoA合成酵素の基質は、4〜11炭素の脂肪酸です。[4]アシルCoAチオエステラーゼ酵素は、アシルCoAを取り込んで遊離脂肪酸と補酵素Aを形成します。[4]
アシルCoAのβ酸化
脂肪酸分解の2番目のステップはベータ酸化です。ベータ酸化はミトコンドリアで起こります。[5] アシルCoAは細胞質で形成された後、ベータ酸化が行われるミトコンドリアに輸送されます。アシルCoAのミトコンドリアへの輸送にはカルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ1（CPT1）が必要で、これがアシルCoAをアシルカルニチンに変換し、ミトコンドリアマトリックスに輸送されます。[1] マトリックスに入ったアシルカルニチンはCPT2によってアシルCoAに戻ります。[5] アシルCoAがミトコンドリアに入ったので、ベータ酸化が始まる可能性があります。
アシル CoA のベータ酸化は 4 つの段階で起こります。
1. アシルCoA脱水素酵素はアシルCoAの脱水素を触媒し、α炭素とβ炭素の間に二重結合を形成する。[6] FADは水素受容体であり、FADH2を生成する。[7]
2. エノイルCoAヒドラーゼは、新たに形成された二重結合に水を加えてアルコールを作る反応を触媒する。[5] [6]
3. 3-ヒドロキシアシルCoA脱水素酵素はアルコール基をケトンに酸化します。[5] NADHはNAD+から生成されます。[6]
4. チオラーゼはα炭素とケトンの間を切断し、アセチルCoA分子1個と炭素数が2つ短くなったアシルCoAを放出します。[6]
この4段階のプロセスは、アシルCoAが鎖からすべての炭素を除去し、アセチルCoAだけが残るまで繰り返されます。ベータ酸化の1サイクル中に、アシルCoAはアセチルCoA、FADH2、およびNADHの分子を1つ生成します。[7] その後、アセチルCoAはクエン酸回路で使用され、FADH2とNADHは電子伝達系に送られます。[8]これらの中間体はすべて最終的にATPに変換されるため、体にエネルギーを提供します。[8]
ペルオキシソームでは、α酸化だけでなくβ酸化も起こります。[1]ペルオキシソームには非常に長鎖のアシルCoA合成酵素が含まれているため、ペルオキシソームは鎖内に20個以上の炭素を持つ脂肪酸のβ酸化を処理します。[9] これらの酵素は、ミトコンドリアが処理できない長鎖のアシルCoAを酸化するのに適しています。
ステアリン酸の使用例
ベータ酸化は一度に2つの炭素を除去するため、ステアリン酸などの18炭素脂肪酸の酸化では、アシルCoAを完全に分解するために8サイクルが発生する必要があります。[9]これにより、それぞれ2つの炭素を持つ9つのアセチルCoA、8つのFADH2、および8つのNADHが生成されます。
臨床的意義
心筋は主に脂肪をエネルギーとして代謝しますが、アシルCoA代謝は心筋ポンプ不全の初期段階における重要な分子であることが 確認されています[10] 。
細胞内のアシルCoA含有量はインスリン抵抗性と相関しており、非脂肪組織における脂肪毒性を媒介する可能性があることを示唆している。[11]アシルCoA：ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼ（DGAT）は、トリグリセリド生合成の鍵となる酵素であるため、エネルギー代謝に重要な役割を果たしている。肝臓や腸などの脂肪組織におけるDGATの合成役割は、その活性とトリグリセリド合成の内因性レベルが高く、比較的明確な部位である。また、活性レベルの変化は、全身のインスリン感受性とエネルギー恒常性の変化を引き起こす可能性がある。[12]
多発性アシルCoA脱水素酵素欠損症（MADD）[13]と呼ばれる稀な疾患は、脂肪酸代謝障害です。アシルCoAは、遊離脂肪酸からアシルCoAを作るのに役立ち、脂肪酸の代謝を活性化するため重要です。脂肪酸の酸化が損なわれると、心筋症や肝疾患などの重篤な症状や、断続的な代謝分解、筋力低下、呼吸不全などの軽症など、さまざまな症状を引き起こします。MADDは、ETFA、ETFB、ETFDH遺伝子の変異によって引き起こされる遺伝性疾患です。MADDは「常染色体劣性疾患」[13]として知られています。これは、この疾患を発症するには、両親からこの劣性遺伝子を受け継ぐ必要があるためです。
参照
参考文献
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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)におけるアシル + コエンザイム + A