Pantothenic Acid (Vitamin B5): Mga Pag-andar

Tagapamagitan metabolismo

pantothenic acid, sa anyo ng coenzyme A, ay kasangkot sa iba't ibang mga reaksyon sa intermisyonaryong metabolismo. Kasama rito ang enerhiya, karbohidrat, taba, at metabolismo ng amino acid. Ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga metabolic pathway na nagaganap sa mga interface ng anabolic at catabolic metabolism. Ang pagbubuo ng anabolic - pagbubuo - kasama ang mga proseso ng enzymatic synthesis ng mga bahagi ng malalaking Molekyul, tulad ng carbohydrates, proteins at taba, mula sa mas maliit molecule sa tulong ng ATP. Ang Catabolic - degradative - ang mga reaksyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkasira ng oxidative ng malaking nutrient molecule, Gaya ng carbohydrates, taba, at proteins, sa mas maliit na mas simple molecule, tulad ng pentoses o hexoses, mataba acids, amino acids, karbon dioxide, at tubig. Kaakibat ng catabolism ay ang pagpapalabas ng enerhiya sa anyo ng ATP. Ang mahahalagang pagpapaandar ng coenzyme A ay ang paglipat ng mga acyl group. Sa prosesong ito, itinataguyod ng CoA, sa isang banda, isang koneksyon sa nalalabi na acyl upang ilipat at, sa kabilang banda, mga koneksyon sa mahalaga enzymes ng intermisyonaryong metabolismo. Sa ganitong paraan, kapwa ang mga pangkat ng acyl at ang enzymes ay naaktibo, pinapagana ang mga ito na sumailalim sa ilang mga reaksyong kemikal sa katawan sa sapat na rate. Nang walang coenzyme A, ang mga nagbubuklod na kasosyo ay magiging mas reaktibo. Ang paglipat ng pangkat ng acyl sa pamamagitan ng coenzyme A ay nagpapatuloy tulad ng mga sumusunod. Sa isang unang hakbang, ang coenzyme A, maluwag na nakagapos sa isang apoenzyme - bahagi ng protina ng isang enzyme - ay tumatagal ng isang acyl group mula sa isang naaangkop na donor, tulad ng pyruvate, alkana o mataba acids. Ang ugnayan sa pagitan ng CoA at ng acyl ay nangyayari sa pagitan ng SH group (thiol group) ng cystamine residue ng coenzyme A Molekyul at ang carboxyl group (COOH) ng acyl. Ang bond na ito ay tinawag na thioester bond. Napakataas ng enerhiya at may mataas na potensyal na paglipat ng pangkat. Ang mga kilalang bono ng thioester ay, halimbawa, acetyl-, propionyl- at malonyl-CoA pati na rin ang fatty acid-CoA thioester. Panghuli, ang pangkat ng SH ng coenzyme A ay kumakatawan sa reaktibong pangkat nito, kung kaya't ang coenzyme A ay madalas na pinaikling CoA -SH. Sa isang pangalawang hakbang, ang coenzyme A ay nahihiwalay mula sa isang apoenzyme na may kaugnayan sa residu ng acyl bilang acyl-CoA at inililipat sa isa pang apoenzyme. Sa isang huling hakbang, inililipat ng enzyme na CoA ang grupo ng acyl sa isang naaangkop na tagatanggap, tulad ng sa oxaloacetate o sa fatty acid synthase. Maraming iba pang mga reaksyon na catalyzed na enzyme ang maaari ding maganap sa pagitan ng pagkuha at paglabas ng acyl group ng CoA. Halimbawa, ang istraktura ng grupo ng acyl ay maaaring mabago sa panahon ng pagbubuklod sa coenzyme A-halimbawa, ang pagbabagong enzymatic ng propionic acid upang magtagumpay. Kontribusyon ng pantothenic acid bilang coenzyme A sa metabolismo ng amino acid Ensymatic synthesis ng:

Leucine, arginine, methionine at lysine.

Enzymatic na pagkasira ng:

Isoleucine, leucine at tryptophan sa acetyl-CoA.
Valine sa methylmalonyl-CoA
Isoleucine hanggang propionyl-CoA
Phenylalanine, tyrosine, lysine at tryptophan sa acetoacetyl-CoA
Ang leucine sa 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA

Ang pantothenic acid ay patuloy na gumaganap ng isang sentral na papel sa

Pagbabago ng cellular proteins. Ang mga reaksyon ng acyl at acetylation, ayon sa pagkakabanggit, ay maaaring makaimpluwensya sa aktibidad, istraktura at lokalisasyon ng mga protina. Ang pinaka-karaniwang pagbabago ay ang paglipat ng pangkat ng acetyl ng CoA sa dulo ng N-terminal ng isang kadena ng peptide, karaniwang sa methionine, alanine o serine. Bilang isang posibleng pag-andar ng acetylation na ito, ang proteksyon ng mga cellular protein laban sa pagkasira ng proteolytic ay tinatalakay. acetylcholine, pantothenic acid ay mahalaga para sa pagbuo ng taurine at 2-aminoethanesulfonic acid, ayon sa pagkakabanggit. Taurine ay isang matatag na end product sa metabolismo ng kulay ng asupre-Pagpapatuloy amino acids cysteine at methionine. Ang compound na tulad ng amino acid ay kumikilos sa isang banda bilang a neurotransmitter (messenger sangkap) at sa kabilang banda ay nagsisilbi upang patatagin ang likido balanse sa mga cell. At saka, taurine nakikilahok sa pagpapanatili ng immune system at pinipigilan ang pamamaga.

Acetyl coenzyme A

Para sa intermediate na metabolismo, ang pinaka-makabuluhan ester ng coenzyme A ay naaktibo acetic acid, acetyl-CoA. Ito ang pangwakas na produkto ng catabolic carbohydrate, fat and amino acid o protein metabolism. Nabuo ang Acetyl-CoA mula sa carbohydrates, taba at protina ay maaaring ipakilala sa citrate cycle sa pamamagitan ng paglipat ng acetyl group sa oxaloacetate ng CoA-depend citrate synthase upang mabuo ang citrate, kung saan maaari itong ganap na mapasama sa karbon dioxide at tubig upang makabuo ng enerhiya sa anyo ng ATP. Ang pangunahing hinalaw ng CoA sa citrate cycle ay na-activate ang succinic acid, succinyl-CoA. Ito ay nabuo mula sa alpha-ketoglutarate bilang isang resulta ng isang reaksyon ng decarboxylation ng CoA-depend alpha-ketoglutarate dehydrogenase. Sa pamamagitan ng pagkilos ng isa pang umaasa na CoA-dependant, ang reaksyon ng succinyl-CoA na may glycine ay humahantong sa pagbuo ng delta-aminolevulinic acid. Ang huli ay ang pauna ng singsing ng korin sa bitamina B12 at ang singsing ng porphyrin sa mga cytochromes pati na rin ang mga heme protein, tulad ng pula ng dugo. Sa pantothenic acid kakulangan, anemya Ang (anemia) ay nangyayari sa mga eksperimento sa hayop dahil sa kakulangan ng pula ng dugoBilang karagdagan sa mga proseso ng catabolic metabolic, ang acetyl-CoA ay kasangkot sa mga sumusunod na syntheses:

Mataba acids, triglycerides, at Phospholipids.
Mga katawang ketone - acetoacetate, acetone at beta-hydroxybutyric acid.
Ang mga steroid, tulad ng kolesterol, mga acid ng apdo, ergosterol - tagapagpauna ng ergocalciferol at bitamina D2, ayon sa pagkakabanggit, adrenal at kasarian hormones.
Ang lahat ng mga bahagi na binubuo ng mga yunit ng isoprenoid, tulad ng ubiquinone at coenzyme Q, ayon sa pagkakabanggit, na may lipophilic isoprenoid side chain - mevalonic acid ay ang isoprenoid precursor at nabuo sa pamamagitan ng paghalay ng tatlong mga molekula ng acetyl-CoA.
Heme - isang kumpletong porphyrin na naglalaman ng iron na natagpuan bilang isang prosthetic group sa mga protina na kilala bilang cytochromes; pangunahing mga nagmula hemoproteins isama ang hemoglobin (dugo pigment), myoglobin, at ang mga cytochromes ng mitochondrial respiratory chain at mga nakakabawas na gamot system - P450
Acetylcholine, isa sa pinakamahalagang neurotransmitter sa utak - halimbawa, pinapamagitan nito ang paghahatid ng paggulo sa pagitan ng nerbiyos at kalamnan sa neuromuscular endplate at ang paghahatid mula sa una hanggang sa pangalawa ng dalawang mga cell ng nerve na konektado sa serye sa autonomic nervous system, ibig sabihin, sa kapwa nagkakasundo at parasympathetic na mga sistemang nerbiyos
Ang pagbuo ng mga sugars ng mahahalagang bahagi ng glycoproteins at glycolipids, tulad ng N-acetylglucosamine, N-acetylgalactosamine at N-acetylneuroamic acid - nagsisilbi ang mga glycoproteins, halimbawa, bilang mga sangkap ng istruktura ng mga lamad ng cell, ng uhog (uhog) ng iba't ibang mga mucous membrane, ng mga hormone tulad ng thyrotropin, ng immunoglobulins at interferons, at para sa pakikipag-ugnayan ng cell sa pamamagitan ng protina ng lamad; Ang mga glycolipid ay kasangkot din sa pagtatayo ng mga lamad ng cell

Bukod dito, tumutugon ang acetyl-CoA sa gamot, Gaya ng sulfonamides, na dapat na acetylated para sa kanilang paglabas sa atay. Kaya, nag-aambag ang acetyl-CoA sa detoxification of gamot. Acetylasyon ng peptide hormones sa panahon ng kanilang cleavage mula sa polypeptide precursor ay nakakaapekto sa kanilang aktibidad sa iba't ibang paraan. Halimbawa, ang epinephrine ay na-inhibit sa aktibidad nito bilang resulta ng paglipat ng isang acetyl group sa N-terminal na dulo ng peptide chain, samantalang ang melanocyte-stimulate na hormon-MHS ay naaktibo ng acetylation. Mga halimbawa ng CoA-dependant na mga enzyme ng tagapamagitan metabolismo na kasangkot sa pagbuo at pagkasira ng acetyl-CoA:

pyruvate dehydrogenase - pagsunod sa glycolysis (glukos pagkasira), ang kumplikadong enzyme na ito ay humahantong sa oxidative decarboxylation ng pyruvate sa acetyl-CoA.
Acetyl-CoA carboxylase - pagbabago ng acetyl-CoA sa malonyl-CoA para sa fatty acid synthesis.
Acyl-CoA dehydrogenase, t-enol-CoA hydratase, beta-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase, thiolase - pagkasira ng mga puspos na fatty acid sa balangkas ng beta-oxidation sa acetyl-CoA; sa beta-oxidation, ang dalawang carbon atoms ay laging nahihiwalay mula sa isang fatty acid na sunud-sunod sa anyo ng acetyl-CoA - halimbawa, ang pagkasira ng saturated palmitic acid - C16: 0 - walong mga molekula ng acetyl-CoA ang nabubuo
Ang Thioloase, 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA reductase - HMG reductase - ang dating enzyme ay humahantong sa pag-convert ng acetyl-CoA sa 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA, na maaaring karagdagang reaksyon upang makabuo ng mga ketone body; Ang HMG reductase ay binabawasan ang HMG-CoA sa mevalonate para sa pagbubuo ng mga steroid na kabilang lipid, Gaya ng kolesterol.

Acyl coenzyme A

Ang Acyl-CoA ay ang pangalan para sa isang naaktibo na tira ng fatty acid. Dahil mataba acid medyo inert, dapat muna silang buhayin ng CoA bago sila sumailalim sa mga reaksyon. Ang enzyme na mahalaga para sa pagsasaaktibo ay acyl-CoA synthetase, na kilala rin bilang thiokinase, na kung saan ay umaasa sa CoA na enzyme. Ang Thiokinase ay humahantong sa pagbuo ng acyl adenylate sa pamamagitan ng pagdaragdag ng ATP sa carboxyl group ng fatty acid na may cleavage ng dalawa pospeyt residues mula sa ATP. Sa prosesong ito, ang adenosine ang triphosphate ay nagko-convert sa adenosine monophosphate - AMP. Kasunod nito, ang AMP ay naalis mula sa acyl adenylate at ang enerhiya na inilabas sa prosesong ito ay ginagamit para sa esterification ng acyl mosociity na may coenzyme A. Ang hakbang na ito ay napalitan din ng thiokinase. acid may kakayahang mga reaksyon, tulad ng beta-oxidation, sa anyo lamang ng compound na mayaman sa enerhiya na may CoA.Para sa beta-oxidation - pagkasira ng puspos na mataba acid - ang acyl-CoA ay dapat na ihatid sa mitochondrial matrix. Ang mga long-chain fatty acid ay maaari lamang tumawid sa panloob na lamad ng mitochondrial sa tulong ng transport Molekyul na L-carnitine. Inililipat ng CoA ang pangkat ng acyl sa carnitine, na nagdadala ng nalalabi na fatty acid sa mitochondrial matrix. Doon, ang pangkat ng acyl ay nakatali ng coenzyme A, upang ang acyl-CoA ay naroroon muli. Sa mitochondrial matrix, nagsisimula ang aktwal na beta oxidation. Ito ay nangyayari nang paunahin sa isang paulit-ulit na pagkakasunud-sunod ng apat na indibidwal na mga reaksyon. Ang mga produkto ng iisang pagkakasunud-sunod ng apat na indibidwal na reaksyon ay nagsasama ng isang fatty acid Molekyul na dalawa karbon mga atomo na mas maikli sa anyo ng acyl-CoA at isang nalalabi na acetyl na nakasalalay sa coenzyme A, na binubuo ng dalawang C atoms ng fatty acid na pinaghiwalay. Ang fatty acid, na mas maliit ang dalawang C atoms, ay ibinalik sa ang unang hakbang ng beta-oxidation at sumasailalim sa isang na-renew na pagpapaikli. Ang pagkakasunud-sunod ng reaksyon na ito ay paulit-ulit hanggang sa mananatili ang dalawang mga molekulang acetyl-CoA sa dulo. Maaari itong ipasok ang citrate cycle para sa karagdagang pagkasira o magamit para sa pagbubuo ng mga ketone body o fatty acid. Bilang karagdagan sa paglipat ng mga acetyl group, ang paglilipat ng mga residu ng acyl ng coenzyme A ay mahalaga din. Ang mga acylation na may puspos na C14 fatty acid myristic acid ay madalas na nangyayari, na may nalalabi na acyl na nakasalalay sa isang N-terminal na labi ng glycine ng isang protina, tulad ng cytochrome reductase at protein kinase. Inililipat din ng CoA ang acyl mula sa C16 fatty acid palmitic acid sa isang serine o cysteine nalalabi ng mga protina, tulad ng bakal transferrin receptor, ang insulin receptor, at lamad glycoproteins ng mga cell ng immune system.Pagpalagay, ang mga acylation na ito ay nagsisilbi upang payagan ang protina na bumigkis sa biomembranes. Bukod dito, tinalakay na ang paglipat ng acyl group ay nakakaapekto sa kakayahan ng protina na lumahok sa mga hakbang sa pagkontrol ng signal transduction.

4'-Phosphopantetheine bilang isang coenzyme ng fatty acid synthase

Bilang karagdagan sa kahalagahan nito bilang isang bloke ng coenzyme A, ang pantothenic acid sa anyo ng phosphopantetheine ay may mahalagang pag-andar bilang isang prostetik na pangkat ng acyl carrier protein (ACP) ng fatty acid synthase. Ang fatty acid synthase ay kumakatawan sa isang multifunctional protein na nahahati sa iba't ibang mga seksyon ng spatial sa pamamagitan ng natitiklop. Ang bawat isa sa mga seksyon na ito ay nagtataglay ng isa sa kabuuang pitong mga aktibidad na enzymatic. Ang isa sa mga seksyon na ito ay binubuo ng protina ng acyl-carrier, na naglalaman ng isang paligid na SH group na nabuo ng isang nalalabi na cysteinyl at isang sentral na SH group. Ang 4́-Phosphopantetheine ay bumubuo sa gitnang SH group sa pamamagitan ng pagiging covalently bonded nito pospeyt pangkat sa natitirang serine ng ACP. Ang biosynthesis ng mga puspos na fatty acid ay nagpapatuloy sa isang maayos na siklo ng pagkakasunud-sunod, kasama ang fatty acid na na-synthesize na inaalok bilang turn sa mga indibidwal na seksyon ng fatty acid synthase. Sa panahon ng pagbubuo, ang terminal na grupo ng SH ng 4'-phosphopantetheine ay may tungkulin ng tumatanggap para sa malonyl residue na kukuha sa bawat paghawak. Bilang karagdagan, nagsisilbi itong isang carrier para sa lumalaking fatty acid. Ang Coenzyme A ay kasangkot din sa pagbuo ng mga fatty acid at ang kanilang pagsasama sa, halimbawa, sphingolipids o Phospholipids [4, 10. Ang mga sphingolipid ay nagtatayo ng mga bloke ng myelin (myelin upak ng isang neuron, ibig sabihin, a mga selula ng nerbiyos) at sa gayon ay mahalaga para sa transduction ng signal ng nerve. Mga pospolipid nabibilang sa pamilyang lipid na pamilya at bumubuo ng pangunahing sangkap ng lipid bilayer ng isang biomembrane. Para sa pagsisimula ng fatty acid biosynthesis, inililipat ng CoA ang isang acetyl group sa isang enzymatic SH group pati na rin ang isang malonyl residue sa enzyme-bound 4́- phosphopantetheine ng fatty acid synthase. Ang kondensasyon ay nangyayari sa pagitan ng acetyl at malonyl radicals, na humahantong sa pagbuo ng isang beta-ketoacylthioester kasama ang pag-aalis of carbon dioxide. Isang pagbawas, pag-aalis of tubig, at isa pang pagbawas na nagreresulta sa isang puspos na acylthioester. Sa bawat siklo ng siklika, ang kadena ng fatty acid ay pinahaba ng dalawang carbon atoms. Upang ma-synthesize ang isang taling ng C16 o C18 fatty acid, isang taling ng acetyl-CoA ang kinakailangan bilang isang starter at pitong o walong mol ng malonyl-CoA bilang mga tagapagtustos ng karagdagang mga unit ng C2.