Acetil-coenzima A
L'acetil-coenzima A, spesso abbreviato in acetil-CoA, è un composto chimico di formula C23H38N7O17P3S[1] che in condizioni standard si presenta come un solido[2] di colore bianco.[3]
| Acetil-coenzima A | |
|---|---|
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| Caratteristiche generali | |
| Formula bruta o molecolare | C23H38N7O17P3S |
| Massa molecolare (u) | 809,57 |
| Numero CAS | |
| Numero EINECS | 200-790-9 |
| PubChem | 444493 |
| SMILES | CC(=O)SCCNC(=O)CCNC(=O)C(C(C)(C)COP(=O)(O)OP(=O)(O)OCC1C(C(C(O1)N2C=NC3=C2N=CN=C3N)O)OP(=O)(O)O)O |
| Proprietà chimico-fisiche | |
| Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua | - 5,6 |
| Indicazioni di sicurezza | |
Il nome IUPAC del composto è S-[2-[3-[[(2R)-4-[[[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-aminopurin-9-il)-4-idrossi-3-fosfonoossiossolan-2-il]metossi-idrossifosforil]ossi-idrossifosforil]ossi-2-idrossi-3,3-dimetilbutanoil]amino]propanoilamino]etil] etanotioato.[1]
Caratteristiche strutturali e fisiche
modificaAppartiene alla classe dei composti organici noti come acili-CoA, composti organici la cui struttura consiste di una molecola di CoA collegata ad una catena acilica.[2] Si tratta di un tioestere, ovvero il prodotto della condensazione di un tiolo, il coenzima A, e un acido carbossilico, l'acido acetico.
| N. di atomi pesanti | 51 | |
| N. di donatori di legami a idrogeno | 9 | |
| N. di accettori di legami a idrogeno | 22 | |
| N. di legami ruotabili | 20 | |
| N. di elementi stereogenici definiti | 5 | |
| Massa monoisotopica | 809,12577494 u | |
| Superficie polare[1] | 389 Ų | |
| Sezione d'urto | [M+H]+[4] | 244,7 Ų |
| [M+Na]+[5] | 263,07 Ų | |
Abbondanza e disponibilità
modificaIl composto è naturalmente presente sia nelle piante che negli animali.[2]
Biochimica
modificaSi tratta di una molecola fondamentale nel metabolismo di tutti gli organismi viventi. Nel corpo umano questa sostanza si trova: nel tessuto adiposo, nel cervello, nelle piastrine, nella prostata, nei muscoli scheletrici e nella milza.[2]
A livello cellulare il composto si trova: nel citoplasma, nel reticolo endoplasmatico, nell'apparato di Golgi, a livello della membrana cellulare, nei mitocondri, nei cloroplasti, nel nucleo e nei perossisomi.[2][6]
L'acetil-CoA è coinvolto in ben 137 vie metaboliche e oltre 3.000 reazioni.[1] Svolge un ruolo fondamentale come modulatore, coenzima, e metabolita. Si tratta del precursore dell'HMG-CoA, un componente fondamentale nella sintesi del colesterolo e dei corpi chetonici. Partecipa alla biosintesi degli steroli, all'ossidazione degli acidi grassi e al metabolismo di molti amminoacidi.[2]
L'acetil-CoA è il metabolita centrale nella biosintesi degli acidi grassi, nel metabolismo derivato dal malonil-CoA, nella biosintesi degli isoprenoidi, nella respirazione mitocondriale e in varie reazioni di acetilazione.[7] Le riserve di acetil-CoA presenti nel citosol del nucleo vengono anche utilizzati per l'acetilazione degli istoni e l'attivazione dell'espressione genica. È stato dimostrato che l'ATP-citrato liasi fornisce un fonte di acetil-CoA per l'acetilazione degli istoni nelle cellule dei mammiferi.[8]
Nel fegato, l'acetil-CoA mitocondriale viene utilizzato per sintetizzare corpi chetonici (acetoacetato e β-idrossibutirrato) come fonti di carburante alternative per il cervello e il cuore in condizioni di scarsità di carboidrati.[9][10]
La deplezione di acetil-CoA nucleocitosolico rappresenta anche un segnale per indurre l'autofagia.[11][12] Nei lieviti, l'espressione di un gene fondamentale per l'autofagia (ATG7) è repressa dall'acetil-CoA.[11] Durante il ciclo metabolico del lievito, molti geni ATG (inclusi ATG1 e ATG8) sono repressi nelle fasi di crescita, quando i livelli di acetil-CoA aumentano, e vengono attivati solo durante le fasi di stress/sopravvivenza, quando i livelli di acetil-CoA diminuiscono.[13][14]
Più in generale, molti altri geni con funzioni legate allo stress e alla sopravvivenza vengono indotti insieme ai geni fondamentali per l'autofagia.[13][15][16] Questi geni tendono ad essere meno dipendenti dall'acetilazione degli istoni per la loro attivazione,[17][18][19] forse a causa della ridotta disponibilità di acetil-CoA. Nelle cellule dei mammiferi, la regolazione dell'autofagia da parte dell'acetil-CoA avviene in modo dipendente dall'acetiltransferasi P300.[12] Pertanto, la regolazione dell'autofagia da parte dell'acetil-CoA potrebbe avvenire principalmente a livello del controllo trascrizionale dei geni fondamentali dell'autofagia.[20]
Biosintesi
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L'acetil-CoA viene prodotto a partire da:
- acido acetoacetico in presenza di CoA e ATP[21]
- dal piruvato per mezzo del complesso della piruvato deidrogenasi (PDH), che utilizza come substrato il piruvato e il coenzima A, attraverso una reazione di decarbossilazione ossidativa irreversibile (-33,4 kJ/mol);[22]
- dagli acidi grassi grazie alla beta-ossidazione, processo metabolico che avviene nella matrice mitocondriale delle cellule eucariotiche o nel citoplasma dei procarioti da acil-CoA;[23]
- dall'acetato attravreso una conversione diretta tramite l'acetil-CoA sintetasi (ACS) - soprattutto nelle alghe e nelle piante - o tramite una reazione a due fasi catalizzata dall'acetato tiochinasi (ACK) e dalla fosfato acetiltransferasi (PAT) - nei procarioti e in alcune microalghe eucariote;[24]
- dal catabolismo degli amminoacidi.[20]
Reattività e caratteristiche chimiche
modificaSpettri analitici
modificaNote
modifica- ^ a b c d (EN) PubChem, Acetyl Coenzyme A, su pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. URL consultato il 20 aprile 2025.
- ^ a b c d e f g Human Metabolome Database: Showing metabocard for Acetyl-CoA (HMDB0001206), su www.hmdb.ca. URL consultato il 20 aprile 2025.
- ^ Merck Life Science S.r.l., Scheda dati di sicurezza - Acetyl coenzyme A trisodium salt, 18 aprile 2025. URL consultato il 21 aprile 2025.
- ^ Zhiwei Zhou, Xiaotao Shen e Jia Tu, Large-Scale Prediction of Collision Cross-Section Values for Metabolites in Ion Mobility-Mass Spectrometry, in Analytical Chemistry, vol. 88, n. 22, 15 novembre 2016, pp. 11084–11091, DOI:10.1021/acs.analchem.6b03091. URL consultato il 20 aprile 2025.
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- ^ MassBank of North America, su mona.fiehnlab.ucdavis.edu. URL consultato il 20 aprile 2025.
Voci correlate
modificaAltri progetti
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Collegamenti esterni
modifica- acetil-coenzima A (o acetil-CoA), in Dizionario di medicina, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 2010.
- acetilcoenzima A, su sapere.it, De Agostini.
- (EN) acetyl coenzyme A, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
