Строение коа. Что значит "кофермент а"

кофермент А (КоА)

К., осуществляющий активацию и перенос кислотных остатков в реакциях конденсации, оксидоредукции и обратимой гидратации ненасыщенных кислот: участвует в клеточном дыхании, в биосинтезе стероидов, ацетилхолина, гиппуровой кислоты, парных желчных кислот, жирных кислот; представляет собой соединение аденозин-3,5-дифосфорной кислоты с пантотенил-аминоэтантиолом.

Энциклопедический словарь, 1998 г.

кофермент а

КОФЕРМЕНТ А (КоА) сложное природное соединение, один из важнейших коферментов. В живых клетках участвует в реакциях окисления, синтеза жирных кислот, липидов и др.

Кофермент А

КоА, кофермент ацетилирования (или ацилирования), важнейший из коферментов, принимающий участие в реакциях переноса ацильных групп. Молекула КоА состоит из остатка адениловой кислоты (

Связанной пирофосфатной группой (

с остатком пантотеновой кислоты (

Которая, в свою очередь, соединена пептидной связью с остатком b-меркаптоэтаноламина (

; см. формулу.

С КоА связан обширный круг биохимических реакций, лежащих в основе окисления и синтеза жирных кислот, биосинтеза липидов, окислительных превращений продуктов распада углеводов и т. д. Во всех случаях КоА действует как промежуточное соединение, связывающее (акцептирующее) и переносящее кислотные остатки на др. вещества. При этом кислотные остатки либо подвергаются в составе соединения с КоА тем или иным превращениям, либо передаются без изменений на определённые метаболиты. «Активную» форму органических кислот представляют ацильные остатки, присоединённые к сульфгидрильной (SH) группе КоА макроэргической ацилтиоэфирной связью. Большая заслуга в исследовании химической структуры и биологической роли КоА принадлежит Ф. Липману, выделившему КоА из печени голубя (1947), и Ф. Линену, полный синтез КоА осуществил X. Корана (1961).

Лит. см. при ст. Коферменты.

Коферменты - это такие соединения, которые необходимы, чтобы ферменты могли реализовывать все заложенные в них природой функции, в том числе каталитические. В природе коферменты витаминов переносят атомы, электроны, некоторые функциональные группы между субстратами.

Особенности терминологии

Ферменты - такие белки, которые катализируют химические реакции, свойственные клеткам любой живой ткани. Свойственная ферментам структура: коферменты, чья молекулярная масса совсем невелика, и апоферменты. Коферменты и функциональные группы, присутствующие в структуре остатков аминокислот (они появляются как следствие наличия апофермента), совместно создают ферментный активный центр, способный к связыванию субстрата. По результатам такой реакции с участием молекул небелковой природы активируется комплекс субстрата и фермента.

Коферменты не обладают каталитическими параметрами сами по себе, становятся активными только при формировании комплекса с участием апофермента. Аналогичное свойственно и апоферментам - эти соединения сами по себе не провоцируют никакие химические реакции и ничего активизировать не могут. Формирование комплексов, включающих в себя коферменты, апоферменты - заложенный природой метод корректировки ферментной активности внутренних систем живого организма.

Особенности химических процессов

Как удалось выявить в ходе многочисленных исследований, коэнзим Q10 исключительно важен для человека и человеческого здоровья, в то же время необходимо учитывать, что ферменты в живых тканях только тогда подвержены каталитическому влиянию, когда дополнительный эффект есть со стороны неорганических соединений. В частности, точно известно, что кроме коэнзима Q10 организм испытывает необходимость в положительно заряженных ионах калия, цинка и магния. Катионы металлов могут вступать в реакцию с апоферментом, что приводит к корректировке структуры фермента, в частности, активного центра.

При химической реакции с участием катиона металла происходит активация фермента, в то же время такие неорганические соединения не входят в активный ферментный центр. Впрочем, наука смогла обнаружить ряд ферментов, в которых функции коферментов совмещены с функциями входящих в состав соединения катионов металла. Хороший пример - карбоангидраза, в структуре которой обнаружен положительно заряженный цинк по основанию «два». Ион имеет неорганическую природу, он необходим для активации химической реакции и получил в науке наименование «кофактор».

Коферменты: специфика функциональности

Как удалось выяснить ученым, коферменты - это такие соединения, которым присущи два исключительно важных для поддержания жизнедеятельности организма функциональных участка. Эти элементы также известны в научном сообществе как реакционноспособные участки. С одной стороны, их задача - образование связи с апоферментами, одновременно с этим за счет такого участка формируется связь с субстратом. Коферменты - это огромное разнообразие органических соединений, имеющих относительно сходные функции. Для большинства обнаруженных веществ свойственно наличие сопряженных пи-связей, гетероатомов. Зачастую коферменты - это такие соединения, в которые входят витамины (в качестве элемента молекулы).

В зависимости от специфики взаимодействия с апоферментами принято говорить о простетических, растворимых ферментах. Рассматривая характерные примеры коферментов, можно, к примеру, вспомнить о рибофлавине. Это - классический пример категории растворимых соединений. Кофермент может стать частью ферментной молекулы в ходе течения химической реакции, при этом претерпевает преобразования, по итогам которых получает свободу. Та форма, в которой коэнзим (кофермент) стал частью химического взаимодействия, регенерируется в независимой реакции (она протекает второй). Субстрат также принимает участие во всех стадиях реакции, на основании чего некоторые ученые предлагают считать растворимые коферменты субстратами. Другая часть научного сообщества конфликтует с ними, аргументируя это следующим фактом: субстрат в этой реакции вступает в реакцию только при наличии определенного фермента, а растворимый кофермент способен на взаимодействие с многочисленными ферментами своего класса. На примерах все это можно наблюдать, если подробно рассмотреть химические особенности цепочки взаимодействий, характерных для кофермента витамина В2 рибофлавина.

А с другой стороны?

Простетическая группа включает в себя такие коферменты, которым свойственны очень прочные связи с апоферментами. Как правило, они сформированы по ковалентному типу. Когда происходит химическая реакция, а также после нее коферменты расположены в ферментном центре. Субстрат освобождается, запускается процесс регенерации, для чего необходимо взаимодействие с субстратом либо иным коферментом.

Если некоторый фермент провоцирует и усиливает окислительную, восстановительную реакцию, химическое взаимодействие, в котором переносятся восстановительные эквиваленты (их роль могут играть электроны, протоны), он нуждается в коферменте для полноценной работы. Аналогично не могут функционировать без применения коферментов ферменты, которые провоцируют активизацию реакции переноса. На основании этого факта была введена система классификации коферментов на группу переноса и окислительные, восстановительные.

Коферменты: некоторые особенности

Довольно внушительный процент известных науке коферментов - это производные витаминов. Если в живом организме наблюдаются проблемы с обменом веществ, затрагивающие молекулы витаминов, это зачастую связано с низкой ферментной активностью.

Это важно!

Как удалось выявить в ходе экспериментов, коферменты в своей основной массе имеют температурную стабильность, а вот особенности химических реакций, свойственные им, отличаются довольно сильно. коферментов также очень сильно разнятся. Особенное внимание ученых привлекает группа никотинамидадениндинуклеотидов. Специфика конкретной каталитической реакции определяет, в какой роли в ней выступает этот кофермент. В ряде случаев он действует словно типичный представитель простетиеской группы, но иногда покидает ферментный центр под влиянием протекающих химических процессов.

Ферменты и коферменты: одно без другого не существует

Биохимические реакции реализуются с участием многочисленных помощников, в противном случае сложный механизм химического взаимодействия живых тканей протекает с нарушениями. Фермент, по своей структуре сложный либо простой белок, нуждается в минералах, коферментах, витаминах. Коферменты - это коэнзим Q10, производные различных витаминов, а также фолиевой кислоты. Особенное внимание в медицине в настоящее время привлекают коферменты, продуцируемые витаминами группы В.

Кофермент необходим, чтобы клетка могла продуцировать энергию и выделять ее организму для обеспечения жизнедеятельности. Причем энергия расходуется не только лишь на физическую активность. Нельзя забывать, что внушительных объемов энергии требует умственная активность, работа разного рода желез, пищеварительной системы. Довольно затратны на энергию процессы всасывания полезных элементов, поступающих в организм через ЖКТ и другими способами. Сам процесс усвоения также расходует энергетические запасы организма, формируемые благодаря коферментам и их участию в реакциях с ферментами. Между прочим, даже кровоток, и тот обеспечен именно такими реакциями, без них наша кровь просто не могла бы течь по сосудам!

Секреты биологии

Коэнзим - это такое специфическое вещество, благодаря которому живой организм имеет энергию на реализацию внутренних процессов. Человеческий организм, как удалось подсчитать ученым, содержит порядка сотни триллионов клеток, каждая из которых генерирует энергию для поддержания нормальной жизнедеятельности. При этом клетка не расходует те вещества, которые человек получает вместе с питанием, чтоб восполнить энергетические запасы, но в первую очередь самостоятельно продуцирует энергию. Внешние источники являются запасным вариантом, к которому прибегают в случае недостаточности самостоятельной выработки энергии.

Биологические особенности клеток человеческого организма таковы, что у них есть все необходимое для продуцирования энергетически обогащённых сложных соединений. Ученые назвали их аденозинфосфатам. Для этого окисляются жиры, углеводы, белки. Именно такие провоцируют выделение тепла, с использованием которого ткани нормально функционируют. Молекулы АТФ - это еще и хранилище сгенерированной клетками энергии. Всякий внутренний клеточный процесс, расходующий энергию, может обратиться к этой молекуле за положенной «порцией».

На клеточном уровне

Каждая клетка - это сложная структура, в составе которой присутствуют митохондрии (внутриклеточные структуры). Именно митохондрии - наиболее активная клеточная часть, так как они ответственны за продуцирование энергии. Внутри митохондрии - сформированные из электронов цепи для выработки энергии. Процесс подразумевает многочисленные последовательные химические реакции, по итогам которых продуцируются молекулы аденозинфосфатов.

Составленные из электронов цепочки внутри митохондрий довольно активно взаимодействуют с витаминами группы С, В, Е. Особенное внимание ученых привлекает коэнзим Q10. Это соединение не имеет себе аналогов и заменителей, его недостаточность в организме провоцирует серьёзные проблемы метаболизма. Без этого коэнзима клетка не может продуцировать энергию, а значит, умирает.

Коэнзим Q10

Жиры могут растворять Q10, за счет чего коэнзим получает возможность двигаться внутри клеточной мембраны. Это накладывает на соединение особенно важные функции обеспечения переноса электронов в процессах генерации энергии. Q10 - это такое подвижное звено, через которое ферменты химической цепочки связываются друг с другом. Если предполагается соединение в цепь пары электронов, сперва они должны взаимодействовать с коферментом Q10.

Молекулы Q10 находятся в непрекращающемся движении внутри клетки - от фермента к ферменту. Это позволяет переносить электроны между ферментами. В некоторой степени клетку можно сравнить с крошечным мотором. Для переработки органического материала, из которого извлекается энергия, необходим коэнзим Q10, который сравним с запускающей деятельность обычного мотора искрой.

Специфика влияния на клетку Q10

Коэнзим Q10 принимает активное участие в генерации энергии, причем скорость передвижения этого соединения внутри клеточных тканей регулирует как количество производимых молекул АТФ, так и скорость перемещения внутри цепочки электронов. Важно, чтобы митохондрии располагали оптимальным количеством кофермента, чтобы реакция не была излишне сильной или слишком слабой.

Если в организме наблюдается недостаток коэнзима Q10, АТФ продуцируется заметно более низкой концентрации. Это приводит к сокращению энергетических запасов клеток. На повседневности это отражается следующим образом: человек быстро, сильно устает, сталкивается с неполадками в работе самых разных систем организма, вынужденных бороться с повышенным напряжением. Растёт вероятность развития серьезных патологий. При этом нужно помнить, что для разных органов характерно разное количество Q10.

Беречь здоровье!

Чтобы дольше не сталкиваться с серьезными нарушениями деятельности внутренних систем, необходимо обеспечивать своему организму источники энергии. Наибольший энергетический расход свойственен органам, продуцирующим энергию, - это сердце, почки, печень, поджелудочная. Количество кофермента Q10 определяет качество функционирования каждого из указанных органов на клеточном уровне. Через коэнзим обеспечивается и нехватка этого соединения сильно негативно влияет на биологические процессы. Современная медицина знает несколько путей поддержания уровня кофермента Q10 в организме человека в норме.

3O(n2cnc1c(ncnc12)N)(O)3OP(=O)(O)O]

Кофермент А (коэнзим А, КоА, СоА, HSKoA) - кофермент ацетилирования; один из важнейших коферментов, принимающий участие в реакциях переноса ацильных групп при синтезе и окислении жирных кислот и окислении пирувата в цикле лимонной кислоты .

Строение

Биосинтез

Кофермент А синтезируется в пять этапов из пантотеновой кислоты (витамина B 5) и цистеина :

Пантотеновая кислота фосфорилируется в 4"-фосфопантотенат с помощью фермента пантотенаткиназы
Цистеин присоединяется к 4"-фосфопантотенату с помощью фермента фосфопантотеноилцистеинсинтетазы с образованием 4"-фосфо-N-пантотеноилцистеина
4"-фосфо-N-пантотеноилцистеин декарбоксилируется с образованием 4"-фосфопантотеина с помощью фермента фосфопантотеноилцистеиндекарбоксилазы
4"-фосфопантотеин с адениловой кислотой формирует дефосфо-КоА под действием фермента фосфопантотеинаденилтрансферазы
Наконец, дефосфо-КоА фосфорилируется АТФ в кофермент А с помощью фермента дефосфокоэнзимкиназы.

Биохимическая роль

С КоА связан ряд биохимических реакций, лежащих в основе окисления и синтеза жирных кислот , биосинтеза жиров, окислительных превращений продуктов распада углеводов. Во всех случаях КоА действует в качестве промежуточного звена, связывающего и переносящего кислотные остатки на другие вещества. При этом кислотные остатки в составе соединения с КоА подвергаются тем или иным превращениям, либо передаются без изменений на определённые метаболиты.

История открытия

Впервые кофермент был выделен из печени голубя в 1947 году Ф. Липманом . Структура кофермента А была определена в начале 1950-х годов Ф. Линеном в Институте Листера в Лондоне. Полный синтез КоА осуществил в 1961 году X. Корана .

Список ацил-КоА

Из природных соединений выделены и идентифицированы различные ацильные производные кофермента А:

Ацил-КоА из карбоновых кислот:

Пропионил-КоА
Ацетоацетил-КоА
Кумарол-КоА
Бутирил-КоА

Ацил-КоА из дикарбоновых кислот:

- Малонил-КоА
- Сукцинил-КоА
- Гидроксиметилглютарил-КоА
- Пименил-КоА

Ацил-КоА из карбоциклических кислот:

- Бензоил-КоА
- Фенилацетил-КоА

Существуют также разнообразные ацил-КоА жирных кислот , которые играют большое значение в качестве субстратов для реакций синтеза липидов .

См. также

Напишите отзыв о статье "Кофермент A"

Примечания

Литература

Филиппович, Ю. Б. Основы биохимии: Учеб. для хим. и биол. спец. пед. ун-тов и ин-тов / Ю. Б. Филиппович. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: «Агар», 1999. – 512 с., ил.
Березов, Т. Т. Биологическая химия: Учебник / Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1998. – 704 с., ил.
Овчинников, Ю. А. Биоорганическая химия / Ю. А. Овчинников. – М.: Просвещение, 1987. – 815 с., ил.
Племенков, В. В. Введение в химию природных соединений / В. В. Племенков. – Казань: КГУ, 2001. – 376 с.



Витамины

Не витамины

Минералы

Отрывок, характеризующий Кофермент A

Несколько десятков тысяч человек лежало мертвыми в разных положениях и мундирах на полях и лугах, принадлежавших господам Давыдовым и казенным крестьянам, на тех полях и лугах, на которых сотни лет одновременно сбирали урожаи и пасли скот крестьяне деревень Бородина, Горок, Шевардина и Семеновского. На перевязочных пунктах на десятину места трава и земля были пропитаны кровью. Толпы раненых и нераненых разных команд людей, с испуганными лицами, с одной стороны брели назад к Можайску, с другой стороны – назад к Валуеву. Другие толпы, измученные и голодные, ведомые начальниками, шли вперед. Третьи стояли на местах и продолжали стрелять.
Над всем полем, прежде столь весело красивым, с его блестками штыков и дымами в утреннем солнце, стояла теперь мгла сырости и дыма и пахло странной кислотой селитры и крови. Собрались тучки, и стал накрапывать дождик на убитых, на раненых, на испуганных, и на изнуренных, и на сомневающихся людей. Как будто он говорил: «Довольно, довольно, люди. Перестаньте… Опомнитесь. Что вы делаете?»
Измученным, без пищи и без отдыха, людям той и другой стороны начинало одинаково приходить сомнение о том, следует ли им еще истреблять друг друга, и на всех лицах было заметно колебанье, и в каждой душе одинаково поднимался вопрос: «Зачем, для кого мне убивать и быть убитому? Убивайте, кого хотите, делайте, что хотите, а я не хочу больше!» Мысль эта к вечеру одинаково созрела в душе каждого. Всякую минуту могли все эти люди ужаснуться того, что они делали, бросить всо и побежать куда попало.
Но хотя уже к концу сражения люди чувствовали весь ужас своего поступка, хотя они и рады бы были перестать, какая то непонятная, таинственная сила еще продолжала руководить ими, и, запотелые, в порохе и крови, оставшиеся по одному на три, артиллеристы, хотя и спотыкаясь и задыхаясь от усталости, приносили заряды, заряжали, наводили, прикладывали фитили; и ядра так же быстро и жестоко перелетали с обеих сторон и расплюскивали человеческое тело, и продолжало совершаться то страшное дело, которое совершается не по воле людей, а по воле того, кто руководит людьми и мирами.

Ацетил КоА является важным соединением в обмене веществ:

Он необходим для синтеза жирных кислот поступает в цитозоль из митохондрий. Используется в различных биохимических реакциях.

Главная функция КоА:

Добавлять атомы водорода в цикл трикарбоновых кислот, для их окисления, с последующем выделением энергии. Обычно окисления бывает в почках, сердечных мышцах, жировой ткани, мозговой ткани (высокая скорость окисления ее основа- глюкоза.) и в печени. Если в печени циркуляция превышает норму, то ацетил повышает энергетические потребности клетки. Для того что бы использовалась эта энергия, образуются специальные тела, называемые как « » В высоком уровне котоновых тел в крови называют «кетозом», что представляют опасность для диабетиков.

В норме концентрация кетоновых тел в крови составляет 1-3 мг/дл (до 0,2 мМ/л), но при голодании значительно увеличивается.

Ацетил коа строение и роль в обмене веществ

У животных организмов ацетил КоА играет роль в обмене веществ, по мимо этого КоА как баланс между жировым обменом, так и углеводным. Для содействия клеток энергетическому соединению, КоА из жирных кислот поступает в цикл трикарбоновых кислот.

Список разновидностей групп КоА:

1. Ацетил КоА из карбоновых кислот:

a. Пропионил КоА (роль в метаболизме четных жирных кислот, аминокислот с разветвленной цепью)

b. Кумарол КоА

c. Ацетил КоА

d. Бутирил КоА

e. Ацетоацетил КоА

2. Ацил-Коа карбоцеклических кислот

a. Бензоил КоА

b. Фенилацетил КоА

3. Ацил-КоА дикарбоновые кислоты:

a. Пименил КоА

b. Сукцинил КоА

c. Малонил КоА

d. Гидроксиметилглюторил КоА

Химическая формула Ацетил КоА - C21H36N7O16P3S

Окисления жирных кислот производится в матриксе митохондрий, они входят внутрь митохондрий. Кислоты с длинной углеводородной цепочкой переходят через митохондрий, а помогает им в этом каратин, который в свою очередь поступает в организм с продуктами питания, либо из аминокислот лизина, метионина. В таких реакциях карнитина принимает особое участия витамин С.

Продукты окисления так же являются NADH, FADH и конечно Ацетил КоА. Но реакции у них схожи между собой. Каждый последующий цикл реакций становится меньше на два углеродных атома, в конце остается 4 атома углерода и образует две молекулы КоА.

Ацетил-КоА может расщепляться до ацетата

После того как Ацетил КоА расщепляться до ацетата, он окисляется до углекислого газа и воды. Он может превращаться в различные биологические соединения, жирные кислоты и даже в лимонную кислоту. Взять в пример Превращения Алкоголя в ацетальдегид, он превращается в ацетил КоА NAD после становится акцептором водорода и кофактором. HNAD здесь играет роль в митохондриях, изменяя отношения окислительной-восстановительного потенциала печени и NADH | NAD, далее подавляется синтез белка, увеличивается окисления липидов . Преобразовавшийся водород, замещает жирные кислоты, а это приводит к накоплению жировой печени.

Некроз влечет снижения активности печени

Слизистая желудка может метаболизировать некоторое кол-во алкоголя, однако у людей злоупотребляющих алкоголь, оболочка атрофируется. Алкоголь обеспечивает калории не несущие питательной ценности, т.е. те которые « опустошенные », 1 грамм алкоголя = 7 калл, 200 грамм это 500 мл крепкого напитка = 1400 калл. После преумножается образования ацетальдегита-токсичное вещество и уменьшается преобразования ацетат. Из этого следует что образования водорода, который замещает жирные кислоты в печени, происходит увеличения жирных кислот с кетозом, триглицеридемией, развивается жировая печень и гиперлипидемия.

Ацетил коа пути образования

Впервые кофермент А был найден в 1947 году Ф. Липманом, обнаружен был он в печени у голубя, структура этого фермента была определена уже в 1950 году в Лондоне, а в целом КоА выявлена Х Корана в 1961 году.

НАД, NAD -- кофермент, присутствующий во всех живых клетках, входит в состав ферментов группы дегидрогеназ, катализирующих окислительно-восстановительные реакции; выполняет функцию переносчика электронов и водорода, которые принимает от окисляемых веществ. Восстановленная форма (NADH) способна переносить их на другие вещества.

Представляет собой динуклеотид, молекула которого построена из амида никотиновой кислоты и аденина, соединённых между собой цепочкой, состоящей из двух остатков D-рибозы и двух остатков фосфорной кислоты; применяется в клинической биохимии при определении активности ферментов крови.

Рис. 12.

НАДФ, NADP -- широко распространённый в природе кофермент некоторых дегидрогеназ -- ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых клетках. NADP принимает на себя водород и электроны окисляемого соединения и передаёт их на другие вещества. В хлоропластах растительных клеток NADP восстанавливается при световых реакциях фотосинтеза и затем обеспечивает водородом синтез углеводов при темновых реакциях. NADP, -- кофермент, отличающийся от NAD содержанием ещё одного остатка фосфорной кислоты, присоединённого к гидроксилу одного из остатков D-рибозы, обнаружен во всех типах клеток.

Рис. 13.

ФАД, FAD -- кофермент, принимающий участие во многих окислительно-восстановительных биохимических процессах. FAD существует в двух формах -- окисленной и восстановленной, его биохимическая функция, как правило, заключается в переходе между этими формами.

Рис. 14.

Кофермент А (коэнзим А, КоА, СоА, HSKoA) -- кофермент ацетилирования; один из важнейших коферментов, принимающий участие в реакциях переноса ацильных групп при синтезе и окислении жирных кислот и окислении пирувата в цикле лимонной кислоты.

Молекула КоА состоит из остатка адениловой кислоты (1), связанной пирофосфатной группой (2) с остатком пантотеновой кислоты (3), которая в свою очередь связанна пептидной связью с аминокислотой в-аланином (4) (эти две группы представляют собой остаток пантотеновой кислоты), соединённой пептидной связью с остатком в-меркаптоэтаноламина (5).