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아세틸-CoA: 두 판 사이의 차이

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|이름 = 아세틸-CoA
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|IUPAC = ''S''-[2-[3-<nowiki>[[</nowiki>(2''R'')-4-<nowiki>[[</nowiki>[(2''R'',3''S'',4''R'',5''R'')-5-(6-aminopurin-9-yl)-4-hydroxy-3-phosphonooxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-hydroxyphosphoryl]oxy-2-hydroxy-3,3-dimethylbutanoyl]amino]propanoylamino]ethyl] ethanethioate
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|화학식 = C<sub>23</sub>H<sub>38</sub>N<sub>7</sub>O<sub>17</sub>P<sub>3</sub>S
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|분자량 = 809.57
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'''아세틸 조효소 A'''({{llang|en|acetyl coenzyme A}}) 또는 '''아세틸-CoA'''({{llang|en|acetyl-CoA}})는 [[단백질]], [[탄수화물]] 및 [[지질 (생물학)|지질]] [[물질대사|대사]] 등 많은 [[생화학]] 반응에 참여하는 분자이다.<ref>{{Cite web|url=http://chemistry.elmhurst.edu/vchembook/623acetylCoAfate.html|title=Acetyl CoA Crossroads|website=chemistry.elmhurst.edu|access-date=2016-11-08}}</ref> 아세틸-CoA의 주요 기능은 [[아세틸기]]를 [[시트르산 회로]]에 전달하여 에너지 생산을 위해 산화되도록 하는 것이다. [[조효소 A]](CoA-SH 또는 CoA)에서 [[판토텐산]]의 [[하이드록시기]]는 3′-포스포아데노신 이인산과 인산에스터(인산에스테르) 결합을 하고 있으며, 판토텐산의 [[카복실기]]는 β-메르캅토에틸아민과 아마이드 결합을 하고 있다.<ref>{{Cite web|url=http://library.med.utah.edu/NetBiochem/FattyAcids/2_4.html|title=Fatty Acids -- Structure of Acetyl CoA|website=library.med.utah.edu|access-date=2017-06-02}}</ref> 아세틸-CoA의 아세틸기(오른쪽 구조식에서 파란색으로 표시)는 β-메르캅토에틸아민 부분의 -SH기와 싸이오에스터(싸이오에스테르) 결합을 형성한다. 이러한 싸이오에스터 결합은 특히 반응성이 강한 "고에너지" 결합이다. 싸이오에스터 결합의 [[가수분해]]는 발열 반응(−31.5&nbsp;kJ/mol)이다.
'''아세틸 조효소 A'''({{llang|en|acetyl coenzyme A}}) 혹은 '''아세틸-CoA'''({{llang|en|acetyl-CoA}})는 [[물질대사|대사]]에서 중요한 분자로 많은 생화학 반응에 이용된다. 아세틸-CoA의 주요 기능은 아세틸기의 탄소 원자를 [[시트르산 회로]](크렙스 회로)로 옮겨 산화를 거쳐 에너지를 생산하는 것이다. 아세틸-CoA는 [[아세트산]]이 운반하는 [[아실기]]와 [[조효소 A]]의 [[티올기]] 사이에 [[황화에스터]] 결합한 분자이다. 아세틸-CoA는 미토콘드리아 기질에서 일어나는, [[세포호흡#.EC.9C.A0.EA.B8.B0.ED.98.B8.ED.9D.A1|유기 세포 호흡]]의 두번째 단계인 피루브산 탈탄산화 과정에서 생산되어 시트르산 회로에 들어간다.


CoA는 [[해당과정]]을 통한 [[탄수화물]]의 분해와 [[β 산화]]를 통한 [[지방산]]의 분해에 의해 아세틸-CoA로 아세틸화된다. 아세틸-CoA는 시트르산 회로로 들어가서, 아세틸기가 이산화 탄소()와 물()로 산화되고, 방출되는 에너지를 이용해서 아세틸기 1분자당 11분자의 [[아데노신 삼인산|ATP]]와 1분자의 [[구아노신 삼인산|GTP]]를 생성한다.
아세틸-CoA는 [[신경전달물질]]인 [[아세틸콜린]]의 생합성에도 중요한 요소이다. [[콜린 (복합체)|콜린]]과 아세틸-CoA가 [[콜린 아세틸전이효소]]의 촉매 작용에 의하여 반응하여 아세틸콜린과 부산물로 조효소 A를 생산한다.


[[콘라트 블로흐|콘라드 블로흐]]와 [[페오도르 리넨]]은 아세틸-CoA와 지방산 대사의 관련성을 발견한 공로로 1964년에 [[노벨 생리의학상]]을 수상했다. [[프리츠 리프만]]은 보조 인자인 [[조효소 A]]를 발견한 공로로 1953년에 노벨 생리의학상을 수상했다.
1953년 [[프리츠 앨버트 리프먼|프리츠 리프먼]]({{lang|de|Fritz Lipmann}})은 보조인자 조효소 A를 발견한 공로로, 1964년 [[콘라트 블로흐]]({{lang|en|Konrad Bloch}})와 [[페오도어 리넨]]({{llang|de|Feodor Lynen}})이 아세틸-CoA와 지방산 대사의 연결점을 찾은 공로로 [[노벨 생리학·의학상]]을 수상한다.


== 생합성 ==
== 직접적인 합성 ==
CoA의 아세틸화는 탄소 공급원에 의해 결정된다.<ref>{{Cite journal|last=Hynes|first=Michael J.|last2=Murray|first2=Sandra L.|date=2010-07-01|title=ATP-Citrate Lyase Is Required for Production of Cytosolic Acetyl Coenzyme A and Development in Aspergillus nidulans|url=http://ec.asm.org/content/9/7/1039|journal=Eukaryotic Cell|language=en|volume=9|issue=7|pages=1039–1048|doi=10.1128/EC.00080-10|issn=1535-9778|pmc=2901662|pmid=20495057}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Wellen|first=Kathryn E.|last2=Thompson|first2=Craig B.|date=2012-04-01|title=A two-way street: reciprocal regulation of metabolism and signalling|url=http://www.nature.com/nrm/journal/v13/n4/full/nrm3305.html|journal=Nature Reviews Molecular Cell Biology|language=en|volume=13|issue=4|pages=270–276|doi=10.1038/nrm3305|issn=1471-0072|pmid=22395772}}</ref>
아세틸-CoA와 피루브산 사이에 전환되는 반응이 있고, 직접적으로 아세틸-CoA를 합성하는 반응이 있다.
* [[피루브산 탈수소효소 복합체]]가 피루브산을 아세틸-CoA로 산화시킨다. 이 반응은 비가역적 반응으로 전체적으로 산화 탈카복실화 반응이다. 피루브산의 [[카복실기]]가 CO<sub>2</sub> 분자로 제거되고 남은 [[아세틸기]]는 조효소 A와 결합하여 아세틸-CoA가 된다. NADH는 전자 2개를 가진 [[수소 음이온]]({{lang|en|hydride ion}}, H<sup>-</sup>)을 [[전자전달계#.ED.98.B8.ED.9D.A1.EC.97.90.EC.84.9C.EC.9D.98 .EC.A0.84.EC.9E.90.EC.A0.84.EB.8B.AC.EA.B3.84|전자전달계]]로 이동시키고, 최종적으로 전자는 산소 혹은 황(혐기성 미생물의 경우)과 같은 전자 수용체로 전해진다.<ref>{{서적 인용
|언어=en
|저자=Nelson D.L., Cox M.M.
|제목=Lehninger Principles of Biochemistry
|판=4th ed.
|장=16 The Citric Acid Cycle
|이탤릭체=예
|출판사=W.H. Freeman and Company
|연도 =2005
|doi =
|isbn =0-7167-4339-6
}}</ref>
* 아세틸-CoA와 피루브산 사이의 전환은 다른 효소로도 이루어진다. 예를 들어, [[피루브산 포름산 분해효소]]({{lang|en|pyruvate formate lyase}})는 피루브산을 아세틸-CoA와 [[포름산]]으로 분해한다.
* 조효소 A와 아세트산을 통해 공급되는 아세틸기는 [[아세틸-CoA 합성효소]]({{lang|en|acetyl-CoA synthetase}})에 의하여 직접적으로 연결된다. 이 과정은 당 대사와 연관이 있지만, 시트르산 회로의 시작점으로는 피루브산 탈수소효소 경로가 아세틸-CoA 합성효소 경로보다 일반적이다.


=== 미토콘드리아 밖에서 ===
== 지방산 대사 ==
*[[포도당]]의 농도가 높을 때 [[해당과정]]이 빠르게 일어나서 [[시트르산 회로]]에서 생성되는 [[시트르산]]의 양이 증가한다. 세포질에서 시트르산은 ATP 시트르산 분해효소(ATP citrate lyase)에 의해 아세틸-CoA와 [[옥살아세트산]]으로 분해되고, 이 과정에서 [[아데노신 삼인산|ATP]]는 [[아데노신 이인산|ADP]]와 [[인산염|Pi]]로 [[가수분해]]된다.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=d1nu4vcml8sC&pg=PA253&dq=reaction+of+ATP+citrate+lyase+produces+acetyl+coA#v=onepage&q=reaction%20of%20ATP%20citrate%20lyase%20produces%20acetyl%20coA&f=false|title=Functional Metabolism: Regulation and Adaptation|last=Storey|first=Kenneth B.|date=2005-02-25|publisher=John Wiley & Sons|isbn=9780471675570|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?Db=gene&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=47|title=ACLY ATP citrate lyase [Homo sapiens (human)] - Gene - NCBI|website=www.ncbi.nlm.nih.gov|access-date=2016-11-06}}</ref>
동물에게서 아세틸-CoA와 다른 아실-CoA 조효소는 [[탄수화물]] 대사와 [[지방]] 대사의 균형에 필수적인 요소이다. 정상 상태에서 [[지방산]] 대사로 인하여 생성된 아세틸-CoA는 시트르산 회로에 공급되어 세포의 에너지가 된다. 혈중 지방산 농도가 높을 때, [[간]]에서는 세포가 요구하는 에너지를 초과하는 양의 아세틸-CoA가 생산된다. 초과 분량의 아세틸-CoA는 [[케톤체]]로 전환되어 혈류를 따라 순환하는데, 케톤체의 혈중 농도가 과도하게 높은 상태를 [[케톤증]]({{lang|en|ketosis}})라고 한다.
* 포도당의 농도가 낮을 때:
**[[조효소 A|CoA]]는 아세틸-CoA 합성효소에 의해 [[아세트산]]을 사용하여 아세틸화되고, ATP 가수분해와 짝지워진다.<ref>{{cite journal|last=Ragsdale|first=S. W.|title=Life with carbon monoxide|journal=CRC Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology|date=2004|volume=39|pages=165–195}}</ref>
** 또한 [[에탄올]]은 [[알코올 탈수소효소]]에 의해 CoA의 아세틸화를 위한 탄소 공급원 역할을 한다.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=xN0YYypnZVkC&pg=PA275&dq=reaction+of+Acetyl+CoA+synthase+produce+Acetyl+CoA#v=onepage&q=reaction%20of%20Acetyl%20CoA%20synthase%20produce%20Acetyl%20CoA&f=false|title=Textbook of Biochemistry for Dental/Nursing/Pharmacy Students|last=Chatterjea|date=2004-01-01|publisher=Jaypee Brothers Publishers|isbn=9788180612046|language=en}}</ref>
**[[발린]], [[류신]], [[아이소류신]]과 같은 가지사슬 케톤 생성 [[아미노산]]의 분해가 일어난다. 이들 아미노산들은 가지사슬 아미노기 전이효소(branched-chain aminotransferase)에 의해 α-케토산으로 전환되고, 결국 가지사슬 α-케토산 탈수소효소 복합체(branched-chain α-ketoacid dehydrogenase complex)에 의해 산화적 탈카복실화를 통해 [[아이소발레릴-CoA]]로 전환된다. 아이소발레릴-CoA는 아세틸-CoA 및 [[아세토아세트산]]으로 분해되기 전에 다른 CoA 유도체를 형성하기 위해 [[탈수소화]], [[카복실화]] 및 [[수화 반응|수화]]를 거친다.<ref name=":0">{{Cite book|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21154/|title=Biochemistry|last=Berg|first=Jeremy M.|last2=Tymoczko|first2=John L.|last3=Stryer|first3=Lubert|year=2002|publisher=W. H. Freeman|isbn=0716730510|edition=5th}}</ref>


=== 미토콘드리아 내에서 ===
식물의 경우 "새로운(de novo)" 지방산 합성은 색소체에서 일어난다. 실제 광합성을 하는 식물이 되기 전에 발아({{lang|en|germination}})와 초기 성장을 위해서 식물의 종자는 많은 양의 기름을 저장한다. 지방산은 막지질에 포함되어 있다.
[[File:Pyruvate dehydrogenase complex reaction.PNG|left|thumb|피루브산 탈수소효소 복합체 반응.]]
* 포도당의 농도가 높을 때, [[해당과정]]을 통해 아세틸-CoA가 생성된다.<ref>{{Cite book|url=https://books.google.com/?id=y8JQAwAAQBAJ&pg=PA149&dq=acetyl+coA+pathway#v=onepage&q=acetyl%20coA%20pathway&f=false|title=Guide to Biochemistry|last=Blackstock|first=James C.|date=2014-06-28|publisher=Butterworth-Heinemann|isbn=9781483183671|language=en}}</ref> [[피루브산]]은 산화적 탈카복실화를 거치면서 [[카복실기]]([[이산화 탄소]])를 소실하고 아세틸-CoA를 형성하는데, 이 과정에서 33.5&nbsp;kJ/mol의 에너지를 방출한다. 피루브산이 아세틸-CoA로 산화적 탈카복실화되는 반응은 [[피루브산 탈수소효소]] 복합체에 의해 촉매된다. [[NADH]]의 산화로 방출된 고에너지 전자는 미토콘드리아 내막에 있는 일련의 전자 운반체의 산화, 환원에 의해 차례로 전달되며 최종 [[전자수용체]]인 산소(O<sub>2</sub>)가 전자를 받아 물(H<sub>2</sub>O)로 환원된다.<ref>{{서적 인용|제목=Lehninger Principles of Biochemistry|저자=Nelson D.L., Cox M.M.|연도=2005|판=4th ed.|출판사=W.H. Freeman and Company|언어=en|장=16 The Citric Acid Cycle|doi=|isbn=0-7167-4339-6|이탤릭체=예}}</ref> 피루브산과 아세틸-CoA 사이의 다른 전환이 가능하다. 예를 들어, [[피루브산 포름산 분해효소]](pyruvate formate lyase)는 피루브산을 아세틸-CoA와 [[포름산]]으로 불균등화시킨다.
[[File:Metabolism4.jpg|right|thumb|282px|[[지방산]]의 [[베타 산화|β-산화]].]]
* 포도당의 농도가 낮을 때, 아세틸-CoA의 생성은 [[지방산]]의 [[베타 산화|β 산화]]와 관련이 있다. 먼저 지방산은 아실-CoA로 전환된다. 아실-CoA는 4가지 효소, 즉 [[아실-CoA 탈수소효소]], [[에노일-CoA 수화효소]], [[β-하이드록시아실-CoA 탈수소효소]], [[아실-CoA 아세틸기 전이효소]]([[싸이올레이스]])에 의해 촉매되는 4단계의 탈수소화, 수화, 산화, 싸이올 분해 과정에서 분해된다. 이 과정에서 아세틸-CoA와 탄소 원자가 2개가 적은 새로운 아실-CoA가 생성된다.<ref>{{Cite journal|last=Houten|first=Sander Michel|last2=Wanders|first2=Ronald J. A.|date=2010-03-02|title=A general introduction to the biochemistry of mitochondrial fatty acid β-oxidation|url=https://link.springer.com/article/10.1007/s10545-010-9061-2|journal=Journal of Inherited Metabolic Disease|language=en|volume=33|issue=5|pages=469–477|doi=10.1007/s10545-010-9061-2|issn=0141-8955|pmc=2950079|pmid=20195903}}</ref>


== 기타 반응 ==
==기능==
* [[메발론산 경로]]({{lang|en|mevalonate pathway}}) : 두 아세틸-CoA 분자가 축합반응({{lang|en|condensation reaction}})을 거쳐 [[이소프레노이드]]({{lang|en|isoprenoid}})로 합성되는 경로이다. 이 경로의 속도제한단계 효소는 [[HMG-CoA 환원효소]]({{lang|en|HMG-CoA reductase}})이다. 동물의 경우 HMG-CoA는 [[콜레스테롤]]과 케톤체 합성의 주요 전구체이다.
* 번역 후 변형({{lang|en|posttranslational modification}}) : [[히스톤]] 및 [[비히스톤 단백질]]의 특정 라이신 잔기를 아세틸화할 때 아세틸-CoA가 아세틸기를 공급한다. 이 반응은 [[아세틸전이효소]]({{lang|en|acetyltransferase}})가 촉매 작용한다.
* 식물과 동물에서, 세포질의 아세틸-CoA는 [[ATP 시트르산 분해효소]]({{lang|en|ATP citrate lyase}})에 의해 합성된다.<ref>{{저널 인용
|언어=en
|이탤릭체=예
| last = Fatland
| first = B. L.
|coauthors=Ke J., Anderson MD., Mentzen WI., Cui LW., Allred CC., Johnston JL., Nikolau BJ., Wurtele ES.
|title = Molecular Characterization of a Heteromeric ATP-Citrate Lyase That Generates Cytosolic Acetyl-Coenzyme a in Arabidopsis
| journal = Plant Physiology
| volume = 130
| issue = 2
| pages = 740
| year = 2002
| pmid = 12376641
| pmc = 166603
| doi = 10.1104/pp.008110}}</ref> (동물의 경우) 혈당량이 높으면 포도당은 세포질에서 피루브산으로 분해되고([[해당]]), 미토콘드리아에서 아세틸-CoA로 전환된다. 아세틸-CoA가 과다하면 시트르산이 증가하고, 여분의 시트르산은 세포질로 수송되어 세포질 아세틸-CoA의 양을 증가시킨다.
* 아세틸-CoA는 세포질에서 [[아세틸-CoA 카복시화효소]]에 의하여 카복실화되어 [[말로닐-CoA]]({{lang|en|malonyl-CoA}})가 된다. 말로닐-CoA는 플라보노이드({{lang|en|flavonoid}}) 및 그와 연관된 폴리케티드({{lang|en|polyketide}})를 합성하고, 단백질과 기타 식물화학성분([[파이토케미컬]], {{lang|en|phytochemical}})을 말로닐화 하는데 쓰인다. 왁스, 큐티클({{lang|en|cuticle}}), [[배추속]]({{lang|en|Brassica}}) 식물의 종자유 또한 말로닐-CoA를 통한 지방산 신장({{lang|en|elongation}})으로 합성된다.<ref>{{저널 인용
|언어=en
|이탤릭체=예
| last = Fatland
| first = B. L.
| title = Reverse Genetic Characterization of Cytosolic Acetyl-CoA Generation by ATP-Citrate Lyase in Arabidopsis
| journal = The Plant Cell Online
| volume = 17
| pages = 182
| year = 2005
| doi = 10.1105/tpc.104.026211}}</ref> [[세스퀴테르펜]]({{lang|en|sesquiterpene}}), [[브라시노스테로이드]]({{lang|en|brassinosteroid}})와 같은 식물 호르몬과 막 스테롤이 역시 이 방법으로 합성된다.


=== 다양한 대사 경로의 중간생성물 ===
== 출처 ==
*[[식물]]과 [[동물]]에서, [[세포질]]의 아세틸-CoA는 [[ATP 시트르산 분해효소]]({{lang|en|ATP citrate lyase}})에 의해 합성된다.<ref>{{저널 인용|title=Molecular Characterization of a Heteromeric ATP-Citrate Lyase That Generates Cytosolic Acetyl-Coenzyme a in Arabidopsis|journal=Plant Physiology|last=Fatland|first=B. L.|year=2002|volume=130|issue=2|pages=740|언어=en|doi=10.1104/pp.008110|pmc=166603|pmid=12376641|이탤릭체=예|coauthors=Ke J., Anderson MD., Mentzen WI., Cui LW., Allred CC., Johnston JL., Nikolau BJ., Wurtele ES.}}</ref> 동물의 경우 혈당량이 높으면 [[포도당]]은 세포질에서 [[피루브산]]으로 분해되고([[해당과정]]), [[미토콘드리아]]에서 아세틸-CoA로 전환된다. 아세틸-CoA가 과다하면 시트르산의 양이 증가하고, 여분의 시트르산은 세포질로 운반되어 세포질의 아세틸-CoA의 양을 증가시킨다.
<references />
*[[시트르산 회로]]:
** 아세틸-CoA는 [[옥살아세트산]]과 반응하여 [[시트르산]]을 형성하고, 시트르산 회로에서 시트르산은 산화되고 이 과정에서 [[CO2|CO<sub>2</sub>]]가 방출된다.<ref name=":0" />
*[[지방산 대사]]:
** 아세틸-CoA는 [[탄수화물]]의 분해([[해당과정]] 및 [[피루브산의 산화]])와 [[지방]]의 분해([[베타 산화|β 산화]])에 의해 생성된다. 아세틸-CoA는 미토콘드리아 기질에서 [[옥살아세트산]]과 결합해서 [[시트르산]]을 형성하여 [[시트르산 회로]]를 시작한다.<ref name="stryer2">{{cite book |last1= Stryer |first1= Lubert | title=Biochemistry. | edition= Fourth |location= New York |publisher= W.H. Freeman and Company|publication-date= 1995 |pages= 510–515, 559–565, 581–613, 614–623, 775–778 |isbn= 0-7167-2009-4 }}</ref><ref name="oxidation_of_fats">{{cite web|url=http://pharmaxchange.info/press/2013/10/oxidation-of-fatty-acids/|title=Oxidation of fatty acids}}</ref>
** 아세틸-CoA 2분자가 축합하여 [[아세토아세틸-CoA]]를 형성하여 후속 반응들을 통하여 [[아세토아세트산]]과 [[β-하이드록시뷰티르산]]을 생성한다.<ref name="stryer2" /> 아세토아세트산, β-하이드록시뷰티르산 및 이들의 자발적인 분해 산물인 [[아세톤]]<ref>{{cite web|url=http://watcut.uwaterloo.ca/webnotes/Metabolism/fatKetoneBodyMetabolism.html|title=Ketone body metabolism|publisher=University of Waterloo}}</ref>은 [[케톤체]]로 알려져 있다. 케톤체는 [[간]]에 의해서 [[혈액]]으로 방출된다. 미토콘드리아가 있는 모든 세포는 혈액으로부터 흡수한 케톤체를 아세틸-CoA로 다시 전환할 수 있으며, 이렇게 형성된 아세틸-CoA를 시트르산 회로에서 연료로 사용할 수 있다. [[포유동물]]은 아세틸-CoA를 [[포도당신생합성]]의 전구물질로 사용할 수 없다. 유리 지방산과는 달리 케톤체는 [[혈액뇌장벽]]을 통과할 수 있어서 보통 [[포도당]]을 연료로 사용하는 [[뇌]]와 같은 [[중추신경계통|중추신경계]] 세포에서 연료로 사용될 수 있다.<ref name="stryer2" /> [[굶주림|기아]], [[저탄수화물 식이요법|저탄수화물 식이]], 장기간의 심한 운동, 치료 받지 않은 [[제1형 당뇨병]]에서 혈액 중에 케톤체의 농도가 높아지는 상태를 [[케톤증]](ketosis)이라 하고, 통제되지 않은 제1형 당뇨병의 극단적인 형태는 [[케톤산증]](ketoacidosis)이라 한다.
** 반면에 혈액 내 [[인슐린]]의 농도가 높고 [[글루카곤]]의 농도가 낮을 때(즉, 식사 후), [[해당과정]]에 의해 생성된 아세틸-CoA는 미토콘드리아 기질에서 [[옥살아세트산]]과 축합하여 [[시트르산]]을 생성한다. 그러나 [[시트르산 회로]]를 통해 [[이산화 탄소]](O<sub>2</sub>)와 [[물]](H<sub>2</sub>O)로 전환되는 대신에, 시트르산은 미토콘드리아 기질에서 [[세포질]]로 운반된다.<ref name="stryer2" /> 세포질에서 시트르산은 ATP 시트르산 분해효소에 의해 아세틸-CoA와 옥살아세트산으로 분해된다. 옥살아세트산은 [[말산]]으로 전환되어 미토콘드리아 기질로 다시 돌아오고, 더 많은 아세틸-CoA의 아세틸기를 미토콘드리아 밖으로 운반하기 위해 말산은 옥살아세트산으로 전환된다.<ref name="ferre">{{cite journal | doi = 10.1159/000100426 | title = SREBP-1c Transcription Factor and Lipid Homeostasis: Clinical Perspective | journal = Hormone Research | year = 2007 | first = P. | last = Ferre |author2=F. Foufelle | volume = 68 | issue = 2 | pages = 72–82| pmid = 17344645 | url = http://content.karger.com/ProdukteDB/produkte.asp?Aktion=ShowFulltext&ArtikelNr=100426&Ausgabe=232805&ProduktNr=224036 | accessdate = 2010-08-30 | quote = this process is outlined graphically in page 73}}</ref> 세포질의 아세틸-CoA는 지방산 합성의 첫 단계인 [[아세틸-CoA 카복실화효소]]에 의한 [[말로닐-CoA]]로의 카복실화를 통해 지방산을 합성하는데 사용될 수 있다.<ref name="ferre" /><ref name="Voet">{{cite book |last=Voet |first=Donald |author2=Judith G. Voet |author3=Charlotte W. Pratt |title=Fundamentals of Biochemistry, 2nd Edition |publisher=John Wiley and Sons, Inc. |year=2006 |pages=547, 556 |isbn=0-471-21495-7}}</ref> 이러한 전환은 간, [[지방 조직]], 젖을 분비하는 [[젖샘]]에서 주로 일어난다. [[지방산]]은 [[글리세롤]]과 결합하여 대부분의 [[동물]]에서 연료의 주된 저장 형태인 [[트라이글리세라이드]]를 형성한다. 또한 지방산은 모든 [[세포막]]의 [[지질 이중층]]을 구성하는 [[인지질]]의 구성 요소이다.<ref name="stryer2" />
**[[식물]]에서 새로이 생성되는 지방산의 합성은 [[색소체]]에서 일어난다. [[종자]]의 [[발아]] 및 어린 식물의 초기 생장을 지원하기 위해 많은 종자들은 [[기름]](oil)을 저장하고 있다.
**[[세포질]]의 아세틸-CoA는 [[아세토아세틸-CoA]]와 축합하여 [[β-하이드록시-β-메틸글루타릴-CoA]](HMG-CoA)를 형성한다. 이 반응은 콜레스테롤 합성을 조절하는 속도제한단계이다.<ref name="stryer2" /> [[콜레스테롤]]은 동물 세포막의 구성 성분으로 그대로 사용되거나, 스테로이드 호르몬, [[담즙산]], [[비타민 D]]를 합성하는데 사용될 수 있다.<ref name="stryer2" /><ref name="Voet" />
** 아세틸-CoA는 세포질에서 [[아세틸-CoA 카복실화효소]]에 의해 카복실화되어 [[말로닐-CoA]]가 된다. 말로닐-CoA는 [[플라보노이드]] 및 그와 관련된 [[폴리케타이드]]({{lang|en|polyketide}})를 합성하고, 단백질과 기타 식물화학물질(phytochemical)을 말로닐화 하는데 쓰인다. 말로닐-CoA는 [[왁스]], [[큐티클]]을 생성하기 위한 지방산의 신장과 [[배추속]] 식물의 종자 기름 생성에 필요한 기질인 말로닐-CoA를 생성한다.<ref>{{cite journal|year=2005|title=Reverse Genetic Characterization of Cytosolic Acetyl-CoA Generation by ATP-Citrate Lyase in Arabidopsis|journal=The Plant Cell Online|volume=17|pages=182–203|doi=10.1105/tpc.104.026211|last1=Fatland|first1=B. L.|pmc=544498}}</ref> [[세스퀴테르펜]](sesquiterpene), [[브라시노스테로이드]](식물 호르몬) 및 막 스테롤이 역시 이러한 방법으로 합성된다.
*[[스테로이드]] 합성:
** 아세틸-CoA는 [[β-하이드록시-β-메틸글루타릴-CoA]]의 합성에 관여함으로써 메발론산 경로에 참여한다. [[메발론산 경로]]({{lang|en|mevalonate pathway}})는 2분자의 아세틸-CoA가 축합반응을 통해 이소프레노이드를 합성하는 경로이다. 이 경로의 속도제한단계 효소는 [[HMG-CoA 환원효소]]({{lang|en|HMG-CoA reductase}})이다. 동물의 경우 HMG-CoA는 [[콜레스테롤]]과 케톤체 합성의 주요 전구체이다.
*[[아세틸콜린]] 합성:
** 아세틸-CoA는 또한 [[신경전달물질]]인 아세틸콜린의 생합성에 주요 성분이다. [[콜린 아세틸기 전이효소]]에 의해 [[콜린 (복합체)|콜린]]은 아세틸-CoA와 반응하여 아세틸콜린과 [[조효소 A]](CoA)를 생성한다.
*[[멜라토닌]] 합성
* 아세틸화
** 아세틸-CoA는 또한 번역 후 변형의 [[아세틸화]]에서 [[히스톤]] 단백질과 비히스톤 단백질의 특정 [[라이신]] 잔기를 아세틸화시키는 [[아세틸기]]의 공급원이다. 이러한 아세틸화 반응은 [[아세틸기 전이효소]]에 의해 촉매된다. 아세틸화는 [[세포 생장]], [[체세포 분열]], [[세포자살]]에 영향을 미친다.<ref>{{Cite journal|last=Yi|first=C. H.|last2=Vakifahmetoglu-Norberg|first2=H.|last3=Yuan|first3=J.|date=2011-01-01|title=Integration of Apoptosis and Metabolism|url=http://symposium.cshlp.org/content/76/375|journal=Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology|language=en|volume=76|pages=375–387|doi=10.1101/sqb.2011.76.010777|issn=0091-7451|pmid=22089928}}</ref>
*다른 자리 입체성 조절인자
** 아세틸-CoA는 [[피루브산 탈수소효소 키네이스]]의 [[다른 자리 입체성 조절|다른 자리 입체성 조절인자]]로 작용한다. 이는 아세틸-CoA 대 CoA의 비율을 통해 조절된다. 아세틸-CoA의 농도 증가는 피루브산 탈수소효소 키네이스를 활성화시킨다.<ref>{{Cite journal|last=Pettit|first=Flora H.|last2=Pelley|first2=John W.|last3=Reed|first3=Lester J.|date=1975-07-22|title=Regulation of pyruvate dehydrogenase kinase and phosphatase by acetyl-CoA/CoA and NADH/NAD ratios|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006291X75801859|journal=Biochemical and Biophysical Research Communications|volume=65|issue=2|pages=575–582|doi=10.1016/S0006-291X(75)80185-9}}</ref>
** 아세틸-CoA는 또한 [[피루브산 카복실화효소]]의 다른 자리 입체성 활성인자이다.<ref>{{Cite journal|last=Jitrapakdee|first=Sarawut|last2=Maurice|first2=Martin St.|last3=Rayment|first3=Ivan|last4=Cleland|first4=W. Wallace|last5=Wallace|first5=John C.|last6=Attwood|first6=Paul V.|date=2008-08-01|title=Structure, Mechanism and Regulation of Pyruvate Carboxylase|journal=The Biochemical Journal|volume=413|issue=3|pages=369–387|doi=10.1042/BJ20080709|issn=0264-6021|pmc=2859305|pmid=18613815}}</ref>


==같이 보기==
[[분류:해당]]
* [[말로닐-CoA]]
[[분류:물질대사]]
[[분류:보조 효소]]


==각주==
[[de:Coenzym A#Acetyl-CoA]]
{{각주|30em}}

==외부 링크==
* {{MeshName|Acetyl+Coenzyme+A}}

{{TCA 회로}}

[[분류:생화학]]
[[분류:물질대사]]
[[분류:세포 호흡]]
[[분류:생화학 물질]]

2018년 8월 1일 (수) 11:33 판

아세틸-CoA
일반적인 성질
IUPAC 이름 S-[2-[3-[[(2R)-4-[[[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-aminopurin-9-yl)-4-hydroxy-3-phosphonooxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-hydroxyphosphoryl]oxy-2-hydroxy-3,3-dimethylbutanoyl]amino]propanoylamino]ethyl] ethanethioate
화학식 C23H38N7O17P3S
CAS 번호 72-89-9
PubChem 444493
ChemSpider 392413
물리적 성질
분자량 809.57 g/mol
열화학적 성질
안전성

아세틸 조효소 A(영어: acetyl coenzyme A) 또는 아세틸-CoA(영어: acetyl-CoA)는 단백질, 탄수화물 및 지질 대사 등 많은 생화학 반응에 참여하는 분자이다.[1] 아세틸-CoA의 주요 기능은 아세틸기를 시트르산 회로에 전달하여 에너지 생산을 위해 산화되도록 하는 것이다. 조효소 A(CoA-SH 또는 CoA)에서 판토텐산의 하이드록시기는 3′-포스포아데노신 이인산과 인산에스터(인산에스테르) 결합을 하고 있으며, 판토텐산의 카복실기는 β-메르캅토에틸아민과 아마이드 결합을 하고 있다.[2] 아세틸-CoA의 아세틸기(오른쪽 구조식에서 파란색으로 표시)는 β-메르캅토에틸아민 부분의 -SH기와 싸이오에스터(싸이오에스테르) 결합을 형성한다. 이러한 싸이오에스터 결합은 특히 반응성이 강한 "고에너지" 결합이다. 싸이오에스터 결합의 가수분해는 발열 반응(−31.5 kJ/mol)이다.

CoA는 해당과정을 통한 탄수화물의 분해와 β 산화를 통한 지방산의 분해에 의해 아세틸-CoA로 아세틸화된다. 아세틸-CoA는 시트르산 회로로 들어가서, 아세틸기가 이산화 탄소()와 물()로 산화되고, 방출되는 에너지를 이용해서 아세틸기 1분자당 11분자의 ATP와 1분자의 GTP를 생성한다.

콘라드 블로흐와 페오도르 리넨은 아세틸-CoA와 지방산 대사의 관련성을 발견한 공로로 1964년에 노벨 생리의학상을 수상했다. 프리츠 리프만은 보조 인자인 조효소 A를 발견한 공로로 1953년에 노벨 생리의학상을 수상했다.

직접적인 합성

CoA의 아세틸화는 탄소 공급원에 의해 결정된다.[3][4]

미토콘드리아 밖에서

미토콘드리아 내에서

피루브산 탈수소효소 복합체 반응.
  • 포도당의 농도가 높을 때, 해당과정을 통해 아세틸-CoA가 생성된다.[10] 피루브산은 산화적 탈카복실화를 거치면서 카복실기(이산화 탄소)를 소실하고 아세틸-CoA를 형성하는데, 이 과정에서 33.5 kJ/mol의 에너지를 방출한다. 피루브산이 아세틸-CoA로 산화적 탈카복실화되는 반응은 피루브산 탈수소효소 복합체에 의해 촉매된다. NADH의 산화로 방출된 고에너지 전자는 미토콘드리아 내막에 있는 일련의 전자 운반체의 산화, 환원에 의해 차례로 전달되며 최종 전자수용체인 산소(O2)가 전자를 받아 물(H2O)로 환원된다.[11] 피루브산과 아세틸-CoA 사이의 다른 전환이 가능하다. 예를 들어, 피루브산 포름산 분해효소(pyruvate formate lyase)는 피루브산을 아세틸-CoA와 포름산으로 불균등화시킨다.
지방산의 β-산화.

기능

다양한 대사 경로의 중간생성물

같이 보기

각주

  1. ↑ “Acetyl CoA Crossroads”. 《chemistry.elmhurst.edu》. 2016년 11월 8일에 확인함. 
  2. ↑ “Fatty Acids -- Structure of Acetyl CoA”. 《library.med.utah.edu》. 2017년 6월 2일에 확인함. 
  3. ↑ Hynes, Michael J.; Murray, Sandra L. (2010년 7월 1일). “ATP-Citrate Lyase Is Required for Production of Cytosolic Acetyl Coenzyme A and Development in Aspergillus nidulans”. 《Eukaryotic Cell》 (영어) 9 (7): 1039–1048. doi:10.1128/EC.00080-10. ISSN 1535-9778. PMC 2901662. PMID 20495057. 
  4. ↑ Wellen, Kathryn E.; Thompson, Craig B. (2012년 4월 1일). “A two-way street: reciprocal regulation of metabolism and signalling”. 《Nature Reviews Molecular Cell Biology》 (영어) 13 (4): 270–276. doi:10.1038/nrm3305. ISSN 1471-0072. PMID 22395772. 
  5. ↑ Storey, Kenneth B. (2005년 2월 25일). 《Functional Metabolism: Regulation and Adaptation》 (영어). John Wiley & Sons. ISBN 9780471675570. 
  6. ↑ “ACLY ATP citrate lyase [Homo sapiens (human)] - Gene - NCBI”. 《www.ncbi.nlm.nih.gov》. 2016년 11월 6일에 확인함. 
  7. ↑ Ragsdale, S. W. (2004). “Life with carbon monoxide”. 《CRC Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology》 39: 165–195. 
  8. ↑ Chatterjea (2004년 1월 1일). 《Textbook of Biochemistry for Dental/Nursing/Pharmacy Students》 (영어). Jaypee Brothers Publishers. ISBN 9788180612046. 
  9. ↑ 가 나 Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert (2002). 《Biochemistry》 5판. W. H. Freeman. ISBN 0716730510. 
  10. ↑ Blackstock, James C. (2014년 6월 28일). 《Guide to Biochemistry》 (영어). Butterworth-Heinemann. ISBN 9781483183671. 
  11. ↑ Nelson D.L., Cox M.M. (2005). “16 The Citric Acid Cycle”. Lehninger Principles of Biochemistry (영어) 4판. W.H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-4339-6. 
  12. ↑ Houten, Sander Michel; Wanders, Ronald J. A. (2010년 3월 2일). “A general introduction to the biochemistry of mitochondrial fatty acid β-oxidation”. 《Journal of Inherited Metabolic Disease》 (영어) 33 (5): 469–477. doi:10.1007/s10545-010-9061-2. ISSN 0141-8955. PMC 2950079. PMID 20195903. 
  13. ↑ Fatland, B. L.; Ke J., Anderson MD., Mentzen WI., Cui LW., Allred CC., Johnston JL., Nikolau BJ., Wurtele ES. (2002). “Molecular Characterization of a Heteromeric ATP-Citrate Lyase That Generates Cytosolic Acetyl-Coenzyme a in Arabidopsis”. Plant Physiology (영어) 130 (2): 740. doi:10.1104/pp.008110. PMC 166603. PMID 12376641. 
  14. ↑ 가 나 다 라 마 바 사 Stryer, Lubert (1995). 《Biochemistry.》 Four판. New York: W.H. Freeman and Company. 510–515, 559–565, 581–613, 614–623, 775–778쪽. ISBN 0-7167-2009-4. 
  15. ↑ “Oxidation of fatty acids”. 
  16. ↑ “Ketone body metabolism”. University of Waterloo. 
  17. ↑ 가 나 Ferre, P.; F. Foufelle (2007). “SREBP-1c Transcription Factor and Lipid Homeostasis: Clinical Perspective”. 《Hormone Research》 68 (2): 72–82. doi:10.1159/000100426. PMID 17344645. 2010년 8월 30일에 확인함. this process is outlined graphically in page 73 
  18. ↑ 가 나 Voet, Donald; Judith G. Voet; Charlotte W. Pratt (2006). 《Fundamentals of Biochemistry, 2nd Edition》. John Wiley and Sons, Inc. 547, 556쪽. ISBN 0-471-21495-7. 
  19. ↑ Fatland, B. L. (2005). “Reverse Genetic Characterization of Cytosolic Acetyl-CoA Generation by ATP-Citrate Lyase in Arabidopsis”. 《The Plant Cell Online》 17: 182–203. doi:10.1105/tpc.104.026211. PMC 544498. 
  20. ↑ Yi, C. H.; Vakifahmetoglu-Norberg, H.; Yuan, J. (2011년 1월 1일). “Integration of Apoptosis and Metabolism”. 《Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology》 (영어) 76: 375–387. doi:10.1101/sqb.2011.76.010777. ISSN 0091-7451. PMID 22089928. 
  21. ↑ Pettit, Flora H.; Pelley, John W.; Reed, Lester J. (1975년 7월 22일). “Regulation of pyruvate dehydrogenase kinase and phosphatase by acetyl-CoA/CoA and NADH/NAD ratios”. 《Biochemical and Biophysical Research Communications》 65 (2): 575–582. doi:10.1016/S0006-291X(75)80185-9. 
  22. ↑ Jitrapakdee, Sarawut; Maurice, Martin St.; Rayment, Ivan; Cleland, W. Wallace; Wallace, John C.; Attwood, Paul V. (2008년 8월 1일). “Structure, Mechanism and Regulation of Pyruvate Carboxylase”. 《The Biochemical Journal》 413 (3): 369–387. doi:10.1042/BJ20080709. ISSN 0264-6021. PMC 2859305. PMID 18613815. 

외부 링크

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