乙酰辅酶A

研究主题：乙酰辅酶A组长：张峰组员：徐晨张格目录•辅酶A（什么是辅酶A？）•概念（什么是乙酰辅酶A？）•乙酰辅酶A与三羧酸循环•乙酰辅酶A及其来源去路•乙酰辅酶A的代谢去路•生化意义什么是辅酶A？•辅酶A是一种含有泛酸的辅酶，在某些酶促反应中作为酰基的载体。由泛酸、腺嘌呤、核糖核酸、磷酸等组成的大分子，与醋酸结合为乙酰辅酶A，从而进入氧化的过程。泛酸+ATP激酶4’-磷酸泛酸+ADP4’-磷酸泛酸+半胱氨酸4’-磷酸泛酸半胱氨酸4’-磷酸泛酸半胱氨酸4’-磷酸泛酸巯基乙胺+CO24’-磷酸泛酸巯基乙胺+ATP脱磷酸辅酶A+PPi脱磷酸辅酶A+ATP辅酶A+ADP合成酶CTP或ATP脱羧酶焦磷酸化酶激酶从泛酸开始合成辅酶A，其主要合成途径如下：什么是乙酰辅酶A？乙酰辅酶A是辅酶A的乙酰化形式，可以看做是活化了的乙酸。基团（CH3-C=O-或记为Ac-;乙酰基)与辅酶A的半胱氨酸残基的SH-基团相连。这其实是高能磷酸硫酯键。它是脂肪酸的beta-氧化及糖酵解后产生的丙酮酸氧化脱羧的产物。在许多代谢中起着至关重要的作用。乙酰辅酶A的结构示意-----CH3-COOHHS-CoACH3-CO--S-CoACH3-CO～S-CoA高能硫酯键乙酰辅酶A在生物代谢中的概述乙酰辅酶A是能源物质代谢的重要中间代谢产物，在体内能源物质代谢中是一个枢纽性的物质。糖、脂肪、蛋白质三大营养物质通过乙酰辅酶A汇聚成一条共同的代谢通路——三羧酸循环和氧化磷酸化，经过这条通路彻底氧化生成二氧化碳和水，释放能量用以ATP的合成。乙酰辅酶A是合成脂肪酸、酮体等能源物质的前体物质，也是合成胆固醇及其衍生物等生理活性物质的前体物质。乙酰辅酶A与三羧酸循环•三羧酸循环，是需氧生物体内普遍存在的代谢途径，因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的柠檬酸，因此得名；或者以发现者汉斯·阿道夫·克雷伯命名为克雷伯氏循环，简称克氏循环（Krebscycle）。三羧酸循环是三大营养素（糖类、脂类、氨基酸）的最终代谢通路，又是糖类、脂类、氨基酸代谢联系的枢纽手工联络图如下：三羧酸循环氧化磷酸化乙酰CoACoA2HCO2ADP+PiATPO2H2O有机物O2线粒体CO2+H2O+ATPE1E2E3乙酰CoA（2C）草酰乙酸（4C）柠檬酸（6C）-酮戊二酸（5C）琥珀酰CoA（4C）琥珀酸（4C）异柠檬酸（6C）2H（NADH）CoA2H（FADH）延胡索酸CO22H（NADH）CO22H（NADH）CoAGDP+PiGTP苹果酸H2OE1柠檬酸合成酶E2异柠檬酸脱氢酶E3-酮戊二酸脱氢酶(ATP)•在三羧酸循环中，反应物葡萄糖或者脂肪酸会变成乙酰辅酶A。这种“活化醋酸”（一分子辅酶和一个乙酰基相连），会在循环中分解生成最终产物二氧化碳并脱氢，质子将传递给辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和黄素腺嘌呤（FAD），使之成为NADH+H+和FADH2。NADH+H+和FADH2会继续在呼吸链中被氧化成NAD+和FAD，并生成水。这种受调节的“燃烧”会生成ATP，提供能量。三羧酸循环是机体主要的产能途径。Acetyl-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→CoA-SH+3NADH+3H++FADH2+GTP+2CO2•每循环一周，1分子的乙酰辅酶A被氧化，三羧酸循环直接消耗的底物是乙酰基。每个NADH+H经氧化磷酸化产生2.5个ATP共7.5个ATP，每个FADH2经氧化磷酸化产生1.5ATP共1.5个ATP，循环一周以此种方式可生成9分子ATP；加上一次底物磷酸化生成的GTP，三羧酸循环一周共可生成10分子ATP。（一）概念（二）途径两次脱羧——2CO2四次脱氢——2H/FADH一次底物磷酸化产能——1ATP包括（四）生理意义——是糖、脂、氨基酸在体内高效产能的共同途径也是上述物质在体内互相转变的代谢枢纽高效产能、3(2H)/3NADH共同熔炉、互通有无一次（三）特点三羧酸循环彻底氧化分解一分子乙酰辅酶A2C+4C6C（三羧酸）三羧酸循环的特点•在有氧条件下转运，是产生还原当量的主要途径•三羧酸循环是单向不可逆转的•三羧酸循环的中间物质必需补充与更新目录•辅酶A（什么是辅酶A？）•概念（什么是乙酰辅酶A？）•乙酰辅酶A与三羧酸循环•乙酰辅酶A及其来源去路•乙酰辅酶A的代谢去路•生化意义乙酰辅酶A及其来源、去路是糖、脂、氨基酸代谢相互联系的枢纽物质（二）乙酰辅酶A的来源与去路体内活性二碳化合物，也是高能化合物乙酰辅酶A甘油脂肪酸氨基酸葡萄糖酮体（肝外）三羧酸循环合成胆固醇脂肪酸酮体（肝内）（一）乙酰辅酶A参于肝脏的生物转化乙酰辅酶a的形成•乙酰辅酶A(acetyl-coenzymeA)是供能物质氧化分解的共同中间产物。在线粒体基质中，丙酮酸经基质中的丙酮酸脱氢酶系催化，脱氢、脱羧，降解为乙酰基，并与辅酶A(coenzymeA，CoA)结合。转化为活泼的乙酰辅酶A，生成1分子NADH(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸)。该过程无ATP生成。反应式如下：•2丙酮酸+2辅酶A+2NAD+——2乙酰辅酶A+2C02+2NADH+2H+•除糖外，脂肪酸在线粒体中也可转变为乙酰辅酶A。这个过程大致分两步：首先是脂肪酸在细胞质中经活化成为脂酰辅酶A(acylcoenzymeA)；然后脂酰辅酶A在线粒体基质中生成乙酰辅酶A。•注意：脂肪酸跨线粒体内膜的转运机制关键酶同时氨基酸的代谢也生成乙酰辅酶A1.丙酮酸乙酰辅酶A2.乙酰乙酰辅酶A乙酰辅酶A包括5个氨基酸：Thr、Cys、Gly、Ser、Ala•包括5个氨基酸：Phe、Tyr、Leu、Lys、Trp代谢去路•乙酰辅酶A有多种代谢去路，可以合成脂肪酸、胆固醇、酮体等，乙酰辅酶A彻底氧化释放能量的途径是三羧酸循环。通过三羧酸循环和氧化磷酸化，乙酰CoA氧化产生CO2、H2O，释放能量推动ATP合成。乙酰辅酶A的转运乙酰辅酶A合成胆固醇的简述：•胆固醇结构的27个碳原子都来源于细胞溶胶中的乙酰辅酶a•胆固醇的全合成可分为以下5个阶段，可以看到5个阶段中碳原子的数目变化。•乙酸→甲羟戊酸→异戊二烯单元→角鲨烯→羊毛胆醇→胆固醇2c6c5c30c30c环27c胴体的合成：•两分子的乙酰辅酶a缩合形成乙酰乙酸，实际上是β-氧化中硫解反应的逆过程。过程如右图合成脂肪酸中乙酰辅酶a的转运线粒体生成的乙酰辅酶A难以直接进入细胞质，乙酰辅酶A需要柠檬酸转运系统(citratetransportsystem)由线粒体转运到细胞质。首先线粒体中的乙酰辅酶A和草酰乙酸在柠檬酸酶合成酶的催化下形成柠檬酸，柠檬酸透过线粒体进入细胞质，再经柠檬酸裂解酶(citatelyase)催化生成乙酰辅酶A和草酰乙酸，柠檬酸裂解生成的草酰乙酸需要返回线粒体，胞质中的苹果酸脱氢酶催化草酰乙酸还原为苹果酸，苹果酸在苹果酸酶(malicenzyme)催化F脱羧生成丙酮酸。丙酮酸进入线粒体羧化成草酰乙酸，从而形成“丙酮酸一苹果酸”循环，新生成的草酰乙酸又可与乙酰辅酶A缩合成柠檬酸，开始下一轮循环。“丙酮酸一苹果酸”转运系统将乙酰辅酶A由线粒体转运到细胞质，同时还生成了NADPH，生成的NADPH用于脂肪酸合成的还原反应。关注乙酰辅酶A在酮体合成中的作用的生物意义：•在生物学中，我们知道酮体对生物体是很重要的，一方面它具有重要性，同时，另一方面它也具有危害性。正常情况下血中仅含少量酮体。但在饥饿、妊娠呕吐及糖尿病时，三脂酰甘油动员加强，肝中酮体生成过多，超出肝外组织利用的能力，可引起血中酮体升高，尿中出现酮体，即酮血症和酮尿症，可导致酮症酸中毒，严重者危及生命。•所以，我们可以通过了解乙酰辅酶A在酮体合成中起的作用，有利于我们治疗一些病症。由于肝内缺乏氧化利用酮体的酶系，所以酮体不能在肝内氧化，必须透过细胞膜进入血液循环运输到肝外组织才能进一步氧化分解供能。在这里乙酰辅酶A起了关键作用，所以，我们在未来是否可以控制乙酰辅酶A的量，从而控制酮体的量，来减少与酮体有关的病症。生化意义•乙酰辅酶A是人体内重要的化学物质。•首先，丙酮酸氧化脱羧，脂酸的β-氧化的产物。•同时，它是脂酸合成，胆固醇合成和酮体生成的碳来源。•三大营养物质的彻底氧化殊途同归，都会生成乙酰辅酶A以进入三羧酸循环。谢谢观赏