| Acétyl-coenzyme A | |
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| Structure de l'acétyl-coenzyme A | |
| Identification | |
|---|---|
| No CAS | 72-89-9 |
| NoECHA | 100.000.719 |
| No CE | 200-790-9 |
| PubChem | 444493 |
| ChEBI | 15351 |
| SMILES | |
| InChI | InChI :vue 3D InChI=1/C23H38N7O17P3S/c1-12(31)51-7-6-25-14(32)4-5-26-21(35)18(34)23(2,3)9-44-50(41,42)47-49(39,40)43-8-13-17(46-48(36,37)38)16(33)22(45-13)30-11-29-15-19(24)27-10-28-20(15)30/h10-11,13,16-18,22,33-34H,4-9H2,1-3H3,(H,25,32)(H,26,35)(H,39,40)(H,41,42)(H2,24,27,28)(H2,36,37,38)/t13-,16-,17-,18+,22-/m1/s1/f/h25-26,36-37,39,41H,24H2 InChIKey : ZSLZBFCDCINBPY-XZFIVJFQDF Std. InChI :vue 3D InChI=1S/C23H38N7O17P3S/c1-12(31)51-7-6-25-14(32)4-5-26-21(35)18(34)23(2,3)9-44-50(41,42)47-49(39,40)43-8-13-17(46-48(36,37)38)16(33)22(45-13)30-11-29-15-19(24)27-10-28-20(15)30/h10-11,13,16-18,22,33-34H,4-9H2,1-3H3,(H,25,32)(H,26,35)(H,39,40)(H,41,42)(H2,24,27,28)(H2,36,37,38)/t13-,16-,17-,18+,22-/m1/s1 Std. InChIKey : ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | C23H38N7O17P3S [Isomères] |
| Masse molaire[1] | 809,571 ± 0,033 g/mol C 34,12 %, H 4,73 %, N 12,11 %, O 33,6 %, P 11,48 %, S 3,96 %, |
| Unités duSI etCNTP, sauf indication contraire. | |
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L'acétyl-coenzyme A, usuellement écriteacétyl-CoA, est la forme « activée » de l'acide acétique, c'est-à-dire lethioester que forme ce dernier avec lacoenzyme A. C'est unemolécule à haut potentiel d'hydrolyse située au carrefour de plusieursvoies métaboliques importantes. L'acétyl-CoA peut ainsi résulter, sous l'action ducomplexe pyruvate-déshydrogénase, de ladécarboxylation oxydative du pyruvate, issu par exemple de laglycolyse, ou de ladégradation desacides gras parβ-oxydation (hélice de Lynen) dans le cadre de lalipolyse (dégradation deslipides). Il intervient principalement commesubstrat ducycle de Krebs pour être oxydé enCO2 etcoenzymesréduites telles que leNADH+H+ et l'ubiquinol (CoQ10H2), ainsi que comme substrat de voiesanaboliques telles que labiosynthèse des acides gras, selon une série de réactions semblables à la réciproque de la β-oxydation. Lors d'unjeûne prolongé, lorsque lanéoglucogenèse a réduit laconcentration enoxaloacétate disponible pour permettre à l'acétyl-CoA d'entrer dans le cycle de Krebs, l'acétyl-CoA conduit à la formation decorps cétoniques —acétylacétate (H3C–CO–CH2–COO−),β-D-hydroxybutyrate (H3C–CHOH–CH2–COO−) etacétone (H3C–CO–CH3) — qui sont utilisés comme sources d'énergie métabolique par lesmuscles, lecœur et lecerveau. L'acétyl-CoA intervient également dans labiosynthèse de l'acétylcholine, unneurotransmetteur, paracétylation de lacholine sous l'effet de lacholine-acétyltransférase.
Ladécarboxylationoxydante dupyruvate en acétyl-CoA estcatalysée par lecomplexe pyruvate-déshydrogénase. Il existe d'autresréactions permettant de former de l'acétyl-CoA à partir du pyruvate, comme ladismutation du pyruvate en acétyl-CoA etformiate par lalyase pyruvate-formiate.
L'acétyl-CoA peut être formée paracétylation directe de lacoenzyme A sous l'action de l'acétyl-CoA-synthase à partir deméthane CH4 et dedioxyde de carbone CO2. Cette réaction intervient par exemple dans la modulation de l'expression génique par formation d'histones-acétyltransférases permettant l'acétylation des histones[2], ainsi que dans lavoie de Wood-Ljungdahl defixation du carbone en conditionsanaérobies[3] à l'aide d'uneenzyme dont lesite actif contient dunickel[4].
L'acétyl-CoA est produite à la fois par ladégradation desglucidesvia laglycolyse et par la dégradation desacides gras constituant leslipidesvia laβ-oxydation. Elle entre dans lecycle de Krebs desmitochondries en réagissant avec l'oxaloacétate pour former ducitrate, avec libération d'unecoenzyme A libre. L'unitéacétyle cédée y estoxydée enCO2 etcoenzymesréduites telles que leNADH+H+ et l'ubiquinol (CoQ10H2) qui sont à leur tour entièrement oxydées enH2O par lachaîne respiratoire ; l'énergie libérée par ces oxydations génère ungradient électrochimique à travers lamembrane mitochondriale interne qui permet laphosphorylation de l'ADP enATP sous l'action de l'ATP-synthase par couplagechimiosmotique.
Dans lefoie, l'oxaloacétate peut être utilisé pour labiosynthèse deglucose parnéoglucogenèse en cas dejeûne prolongé, de régime pauvre en glucides, d'effort physique intense et prolongé, et dediabète de type 1 non contrôlé. Dans ces conditions, marquées par un taux deglucagon élevé et un taux d'insuline très bas dans lesang, l'oxaloacétate est réduit enmalate, qui quitte les mitochondries pour être converti en glucose dans lecytoplasme deshépatocytes, d'où il gagne lacirculation sanguine. Par conséquent, l'oxaloacétate cesse d'être disponible dans le foie pour la condensation avec l'acétyl-CoA, de sorte que ce dernier secondense avec lui-même pour former de l'acétoacétyl-CoA H3C–CO–CH2–COS–CoA et duβ-D-hydroxybutyrate H3C–CHOH–CH2–COO−, qui donnent spontanément de l'acétone H3C–CO–CH3 : ces trois composés sont généralement désignés commecorps cétoniques. Ils sont libérés dans la circulation sanguine d'où ils peuvent être absorbés par toutecellule de l'organisme pourvue demitochondries : ces cellules reforment de l'acétyl-CoA à partir de ces corps cétoniques et dégradent cet acétyl-CoA dans leurs mitochondries pour en retirer l'énergie métabolique.
Contrairement auxacides gras, les corps cétoniques peuvent franchir labarrière hémato-encéphalique et sont donc également disponibles comme composés énergétiques utilisables par lecerveau et lesystème nerveux central à la place du glucose.
La production de corps cétoniques en réponse à un stress physiologique (jeûne, régime pauvre en glucides, effort intense prolongé) est appeléecétose ; l'excès de corps cétoniques résultant d'un diabète de type 1 est appeléacidocétose.
Lorsque le tauxsanguin d'insuline est élevé et celui deglucagon est bas (typiquement après les repas), l'acétyl-CoA issu de laglycolyse et l'oxaloacétate secondensent pour former ducitrate qui, au lieu d'être dégradé par lecycle de Krebs, quitte lesmitochondries pour rejoindre lecytoplasme où il est clivé en oxaloacétate et acétyl-CoA par lalyase ATP-citrate. L'oxaloacétate retourne dans les mitochondries sous forme demalate[5]. L'acétyl-CoAcytosolique peut alors être utilisé pour labiosynthèse des acides gras parcarboxylation de l'acétyl-CoA enmalonyl-CoA par l'acétyl-CoA-carboxylase[5]. Cette réaction a lieu principalement dans lefoie, letissu adipeux et lesglandes mammaires, où les acides gras sont liés auglycérol pour former destriglycérides, principaux composés de stockage de l'énergie métabolique chez la plupart des animaux. Les acides gras sont également des constituants desphospholipides, la majeure partie desbicouches lipidiques desmembranes biologiques.
Chez lesplantes, la synthèsede novo des acides gras a lieu dans lesplastes. De nombreusesgraines accumulent de grandes réserves d'huiles végétales pour favoriser lagermination et le développement de la plante jusqu'à ce que celle-ci puisse subvenir à ses besoins parphotosynthèse.
L'acétyl-CoAcytosolique peut également secondenser avec l'acétoacétyl-CoA pour former de la3-hydroxy-3-méthylglutaryl-CoA (HMG-CoA) sous l'action de l'HMG-CoA-synthase, qui est l'étape limitante de labiosynthèse ducholestérol par lavoie du mévalonate. Le cholestérol intervient comme constituant desmembranes biologiques, dans la biosynthèse deshormones stéroïdiennes, desacides biliaires et desvitamines D.
L'acétyl-CoA intervient également dans diverses autresvoies métaboliques :
| Voie du mévalonate |
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| Voie du MEP/DOXP | |||||||||||||||
| Vers lecholestérol | |||||||||||||||
| Vers lesstéroïdes | |||||||||||||||
| Stéroïdes |
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| Stéroïdes non humains |
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