Coenzym A
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Coenzym A (auch Koenzym A) ist ein Acylgruppenüberträger in Acyltransferasen (E.C. 2.3.n.n.) und CoA-Transferasen (E.C. 2.8.3.n).
1951 gelang dem deutschen Biochemiker und späteren Nobelpreisträger Feodor Lynen die Isolierung von Acetyl-Coenzym A (aktivierte Essigsäure) aus Hefezellen.
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[Bearbeiten] Struktur
Coenzym A (CoA oder CoASH) ist aus Cysteamin (Thioethanolamin; 5), β-Alanin (4), Pantoinsäure (Dihydroxy-Dimethyl-Butansäure; 3) und 3'-phosphoryliertem Adenosindiphosphat (ADP; 1+2) aufgebaut, das am C-Atom 3 des Riboseanteils mit Phosphat verestert ist. Die Thiolgruppe des Cysteaminrestes dient der Bindung des Acylrestes als aktivierten Thioester. β-Alanin und Pantoinsäure ergeben zusammen Pantothensäure, diese wiederum zusammen mit Cysteamin Pantethein. Coenzym A besteht also aus 3-Phospho-ADP und Pantethein.
[Bearbeiten] Funktion
CoA lagert Carbonsäuren in energiereicher Thioesterbindung an und beteiligt sich als Coenzym am Umsatz von Essigsäure, längerkettigen Fettsäuren und anderen Säuren. Mit anderen Worten: CoA aktiviert Fettsäuren, so dass sie weitere Reaktionen eingehen können, und andere Substanzen im Stoffwechsel, indem es mit diesen eine Thioesterbindung bildet. Besonders wichtig sind die Thioester zwischen Acetat und CoA (Acetyl-CoA) sowie zwischen Fettsäure und CoA (Acyl-CoA)
Tierische Zellen können aus Pantothensäure, dem Vitamin B 5, in mehrstufiger Reaktion CoA synthetisieren. Dabei bildet die Pantothensäure zusammen mit der Aminosäure Cystein das Pantothenylcystein. Dies wird dann decarboxyliert zu Pantethein. Also Pantothensäure + Cysteamin, an das sich dann nur noch ein ADP anlagert. Der menschliche Organismus kann Pantothensäure nicht selbst synthetisieren.
[Bearbeiten] Acetyl-CoA
Acetyl-CoA ist ein aktivierter Essigsäurerest (CH3CO- = Acetylgruppe). Dieser ist an die SH-Gruppe des Cysteamin-Anteils von Coenzym A gebunden. Als Thioester ist die Verbindung energiereich und entsteht unter anderem im Anschluss an die Glykolyse durch oxidative Decarboxylierung von Pyruvat durch den Pyruvatdehydrogenase-Enzymkomplex. Außerdem entsteht Acetyl-CoA beim Abbau von Fettsäuren im Rahmen der β-Oxidation und die Cholesterinsynthese beginnt beim Acetyl-CoA und geht über die HMG-Reductase (Enzym, welches HMG-CoA zu Mevalonat reduziert) zu Cholesterin.
Im Startschritt des Citratzyklus entsteht durch Übertragung der Acetylgruppe auf Oxalacetat der namengebende Metabolit Citrat/Zitronensäure.
[Bearbeiten] Acyl-CoA
Acyl-CoA ist die Bezeichnung für eine aktivierte Fettsäure. Fettsäuren sind relativ reaktionsträge und müssen deshalb vor Reaktionen mit Coenzym A aktiviert werden. Das entscheidende Enzym ist die Acyl-CoA-Synthetase, auch Thiokinase genannt. Die Fettsäure wird zunächst durch die Thiokinase (Anlagerung von AMP) zu Acyl-Adenylat. Dieses reagiert unter Abspaltung von AMP und Anlagerung von CoA (katalysiert wieder durch die Thiokinase) zu Acyl-CoA.
Durch die Bildung dieser energiereichen Bindung wird die Fettsäure erst zu Reaktionen wie z. B. der β-Oxidation fähig.
[Bearbeiten] Quellen
- Biochemie des Menschen, Florian Horn e.a., 3. Auflage, Thieme Verlag 2005, ISBN 3131308834
