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 Coenzima A utilizza l’ATP per formare un legame tioestere con il gruppo carbossilico dell’acido grasso.
Ruolo nelle biosintesi
Il coenzima A 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