Il chimico tedesco naturalizzato statunitense Fritz Lipmann insieme a Hans Adolf Krebs nei primi anni ’50 scoprì il coenzima A (CoA).
Per la scoperta del coenzima A e sua la caratterizzazione Lipmann ricevette nel 1953 il premio Nobel per la fisiologia o la medicina.
È un coenzima, ben noto per il suo ruolo nella sintesi e ossidazione degli acidi grassi e nell’ossidazione del piruvato nel ciclo dell’acido citrico.
La lettera A indica il gruppo acetile poiché uno dei maggiori compiti del coenzima A è quello di trasferire unità a due atomi di carbonio sotto forma di acetile tra varie molecole biologiche.
Struttura
Il coenzima A è costituito da due parti principali:
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- una catena simile a una proteina unita all’ADP che insieme all’ATP è utilizzata per l’immagazzinamento dell’energia
- un gruppo solfidrilico altamente reattivo che si lega alle molecole di acido carbossilico tramite un legame tioestere. L’acido più importante è l’acido acetico che può provenire dal metabolismo di acidi grassi, amminoacidi o carboidrati. L’acido acetico quando si unisce al CoA, il composto risultante è noto come acetil-Coenzima A
Funzioni
Il coenzima A e i suoi tioesteri sono cofattori essenziali in numerose reazioni metaboliche. Esso infatti svolge un ruolo essenziale nell’ossidazione delle specie che producono energia nonché in numerose reazioni sintetiche.
Oltre a formare tioesteri con gli acidi carbossilici, il gruppo -SH reattivo può anche attivare gruppi carbonilici.
Inoltre, il componente 4′-fosfopanteteina è il cofattore in molti processi biosintetici, come la biosintesi di acidi grassi, polichetidi e peptidi
Ruolo nell’ossidazione degli acidi grassi
Gli acidi grassi svolgono una serie di importanti ruoli fisiologici essendo componenti di membrane biologiche sotto forma di fosfolipidi e glicolipidi. Interagiscono con le proteine, possono fungere da ormoni e messaggeri intracellulari. Gli acidi grassi agiscono anche come riserve di energia ed è necessaria la loro ossidazione per liberare l’energia lipidica immagazzinata nel tessuto adiposo.
Il processo avviene in tre fasi:
- trasformazione dei triacilgliceroli in acidi grassi e glicerolo
- attivazione degli acidi grassi da parte del coenzima A
- ossidazione dell’acido grasso ad acetil CoA
Nella fase di attivazione, il CoA utilizza l’ATP per formare un legame tioestere con il gruppo carbossilico dell’acido grasso.
Ruolo nelle biosintesi
Funziona come un cofattore essenziale nei processi che portano alla formazione di metaboliti complessi. Queste reazioni di solito richiedono una proteina di trasporto, che insieme al CoA, aiuta a stabilizzare i gruppi acilici. In questo modo si ha la formazione di biomolecole complesse
Gli acidi grassi si legano al coenzima A variando il numero di atomi di carbonio della loro catena o il loro grado di insaturazione.
Se il fabbisogno energetico della cellula è basso ma i nutrienti sono prontamente disponibili, l’eccesso di acetil coenzima A è utilizzato per la sintesi degli acidi grassi. Questa avviene nel citosol, mentre l’acetil coenzima A è generato dal metabolismo ossidativo si trova nel mitocondri.
L’acetil coenzima A non può permeare la membrana mitocondriale interna, quindi è convertito in citrato che è trasportato nel citosol e riconvertito in acetil CoA attraverso l’azione dell’enzima ATP citrato liasi.
L’acetil CoA è quindi impegnato in nella sintesi degli acidi grassi una volta convertito in malonil CoA attraverso l’azione dell’ acetil CoA