Quelltext der Seite Acetyl-Coenzym A

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel  = [[Datei:Acetyl-CoA structure.svg|280px|Strukturformel von Acetyl-Coenzym A]]
| Strukturhinweis = 
| Andere Namen    = * Acetyl-CoA
* Acetyl-S-CoA
* aktiviertes Acetat
* aktivierte Essigsäure
| Summenformel    = C<sub>23</sub>H<sub>38</sub>N<sub>7</sub>O<sub>17</sub>P<sub>3</sub>S
| CAS             = {{CASRN|72-89-9}}
| EG-Nummer       = 200-790-9
| ECHA-ID         = 100.000.719
| PubChem         = 444493
| ChemSpider      = 392413
| Beschreibung    = 
| Molare Masse    = 809,57 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat        = 
| Dichte          = <!-- g·cm<sup>−3</sup> -->
| Schmelzpunkt    = <!--  [[Grad Celsius|°C]] -->
| Siedepunkt      = <!--  °C -->
| Dampfdruck      = <!--  [[Pascal (Einheit)|hPa]] ( °C) -->
| Löslichkeit     = <!-- löslich in xyz ( g·l<sup>−1</sup> bei °C)<ref name="Quelle">Quelle:[ ], abgerufen am 18. April 2017</ref> -->
| Brechungsindex  = 
| CLH             = <!-- {{CLH-ECHA|Sammeleinstufung=|ID=|Name=<echa name>|Abruf=2017-04-18}}-->
| Quelle GHS-Kz   = NV
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|/}}
| GHS-Signalwort  = 
| H               = {{H-Sätze|/}}
| EUH             = {{EUH-Sätze|/}}
| P               = {{P-Sätze|/}}
| Quelle P        = 
| ToxDaten        = <!-- * {{ToxDaten|Typ=LD50|Organismus=Ratte|Applikationsart=oral|Wert= mg·kg<sup>−1</sup>|Bezeichnung=|Quelle=}}
* {{ToxDaten|Typ=LD50|Organismus=Maus/Kaninchen|Applikationsart=dermal|Wert= mg·kg<sup>−1</sup>|Bezeichnung=|Quelle=}} -->
}}

[[Datei:Acetyl-CoA.svg|mini|Kurzdarstellung der Strukturformel von Acetyl-CoA]]
'''Acetyl-Coenzym A''' (kurz Acetyl-CoA) ist ein „aktivierter“ [[Acetylrest|Essigsäurerest]] (CH<sub>3</sub>CO-). Dieser ist an die [[SH-Gruppe]] des [[Cysteamin]]-Anteils von [[Coenzym A]] gebunden. Sie leitet sich durch [[Veresterung]] der SH-Gruppe von Coenzym A mit [[Essigsäure]] ab.<ref name="spektrum.de">spektrum.de: [https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/acetyl-coenzym-a/515 Acetyl-Coenzym A - Lexikon der Biologie], abgerufen am 18. April 2017</ref>

== Vorkommen und biologische Bedeutung ==
Aufgrund des hohen [[Gruppenübertragungspotenzial]]s der [[Thioester]]gruppierung spielt Acetyl-Coenzym A eine Schlüsselrolle bei zahlreichen [[Stoffwechsel]]reaktionen, in welchen C<sub>2</sub>-Bruchstücke (Acetateinheiten) umgesetzt werden.

Bei den meisten Säugetieren, einschließlich dem Menschen ist Acetyl-CoA das wichtigste Zwischenprodukt im Zellstoffwechsel der drei Hauptnährstoffe [[Kohlenhydrate]], [[Lipide]] und [[Aminosäuren]].<ref name="Florian Horn">{{Literatur |Autor=Florian Horn |Titel=Biochemie des Menschen das Lehrbuch für das Medizinstudium |Verlag=Georg Thieme Verlag |Datum=2009 |ISBN=978-3-13-130884-9 |Seiten=200 |Online={{Google Buch |BuchID=U6_elMWl2_UC |Seite=200}}}}</ref>

Acetyl-CoA entsteht im Organismus bei mehreren [[Stoffwechsel]]vorgängen:<ref name="spektrum.de" />

* Zum einen wird es durch die [[oxidative Decarboxylierung]] von [[Pyruvat]] gebildet (das seinerseits als Endprodukt der [[Glykolyse]] anfällt), aber auch durch den Abbau von [[Aminosäuren]] (wie z.&nbsp;B. [[Alanin|<small>L</small>-Alanin]]). Die oxidative Decarboxylierung des Pyruvats findet im [[Mitochondrium]] statt. Dort katalysiert der [[Pyruvatdehydrogenase]]-Enzymkomplex die Abspaltung von Kohlendioxid CO<sub>2</sub> (die Carboxygruppe wird abgespalten, daher „Decarboxylierung“) und gleichzeitig die Verknüpfung des übrigbleibenden Acetylrests mit der SH-Gruppe des Coenzym A. Dabei wird das ursprünglich mittlere C-Atom des Pyruvats oxidiert (daher „oxidativ“).

* Außerdem entsteht Acetyl-CoA beim [[Fettstoffwechsel#β-Oxidation|Abbau von Fettsäuren]] im Rahmen der [[β-Oxidation]]. Hier werden von der Fettsäure nacheinander immer zwei Kohlenstoffatome in Form von Acetyl-CoA abgespalten. So entstehen z.&nbsp;B. beim Abbau von [[Palmitinsäure]] mit 16&nbsp;C-Atomen im Rahmen der β-Oxidation acht Moleküle Acetyl-CoA. Auch dieser Vorgang findet in der Mitochondrien-Matrix statt.
* Darüber hinaus kann Acetyl-CoA sowohl im [[Cytosol]] als auch in den Mitochondrien und in [[Peroxisom]]en durch die [[Decarboxylierung]] von [[Malonyl-CoA]] durch das Enzym [[Malonyl-CoA-Decarboxylase]] (MCD) gebildet werden.<ref>{{Literatur |Autor=Erik Joly, Moise Bendayan, Raphaël Roduit, Asish K. Saha, Neil B. Ruderman, Marc Prentki |Titel=Malonyl‐CoA decarboxylase is present in the cytosolic, mitochondrial and peroxisomal compartments of rat hepatocytes |Sammelwerk=FEBS Letters |Band=579 |Nummer=29 |Datum=2005-12-05 |DOI=10.1016/j.febslet.2005.10.050 |Seiten=6581–6586 }}</ref>

* Im assimilatorischen Stoffwechsel vieler [[Anaerobie]]r tritt es außerdem als Produkt des [[Reduktiver Acetyl-CoA-Weg|reduktiven Acetyl-CoA-Wegs]] sowie des [[Reduktiver Citratzyklus|reduktiven Citratzyklus]] auf.

Der Acetylrest des gebildeten Acetyl-CoA kann im [[Mitochondrium]] durch [[Citratzyklus]] und [[Atmungskette]] komplett zu CO<sub>2</sub> und H<sub>2</sub>O abgebaut oder zur Synthese energiereicher Verbindungen wie [[Triglyceride]], [[Ketokörper|Ketonkörper]] oder [[Cholesterin]] herangezogen werden. Diese [[Anabolismus|anabolen]] Prozesse finden teils im [[Cytosol]] statt (z.&nbsp;B. [[Fettsäuresynthese]]), jedoch kann das Acetyl-CoA nicht ohne weiteres das Mitochondrium verlassen und auch die Transportwege für längerkettige Carbonsäuren (s.&nbsp;u.) sind ihm versperrt. Für den Transport von Acetyl-CoA aus dem Mitochondrium in das Cytosol gibt es daher ein spezielles Transportsystem, das sogenannte [[Citrat-Shuttle]].

Für die Verlängerungseinheiten der [[Mitochondriale Fettsäuresynthese|mitochondrialen Fettsäuresynthese]] (mtFAS) wird Acetyl-CoA durch die mitochondriale [[Isoform]] der [[Acetyl-CoA-Carboxylase]] 1 (mtACC1) in [[Malonyl-CoA]] umgewandelt, unterstützt durch [[ACSF3|Acyl-CoA-Synthetase-Familienmitglied 3]] (ACSF3), das zusätzlich Malonyl-CoA aus [[Malonsäure|Malonat]] bereitstellt.<ref>{{Literatur |Autor=Geoffray Monteuuis, Fumi Suomi, Juha M. Kerätär, Ali J. Masud, Alexander J. Kastaniotis |Titel=A conserved mammalian mitochondrial isoform of acetyl-CoA carboxylase ACC1 provides the malonyl-CoA essential for mitochondrial biogenesis in tandem with ACSF3 |Sammelwerk=Biochemical Journal |Band=474 |Nummer=22 |Datum=2017-11-15 |Seiten=3783–3797 |DOI=10.1042/BCJ20170416}}</ref> In Reaktion auf die Verfügbarkeit von mitochondrialem Acetyl-CoA baut mtFAS Acylketten an das in der Matrix lösliche [[Acyl-Carrier-Proteine|Acyl-Carrier-Protein]] (Holo-ACP) und bildet so Acyl-ACP-Varianten mit unterschiedlichen Kettenlängen.<ref>{{Literatur |Autor=Riley J. Wedan, Jacob Z. Longenecker, Sara M. Nowinski |Titel=Mitochondrial fatty acid synthesis is an emergent central regulator of mammalian oxidative metabolism |Sammelwerk=Cell Metabolism |Band=36 |Nummer=1 |Datum=2024-01 |Seiten=36–47 |Online=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1550413123004497 |DOI=10.1016/j.cmet.2023.11.017 |PMC=10843818 |PMID=38128528}}</ref> Diese Acyl-ACP-Varianten werden benötigt für die Biosynthese von [[Liponsäure]], einem [[Cofaktor (Biochemie)|Cofaktor]] wichtiger mitochondrialer Enzymkomplexe wie dem [[Pyruvatdehydrogenase-Komplex|Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex]] (PDC), dem [[α-Ketoglutarat-Dehydrogenase-Komplex]] (OGDC), dem [[2-Oxoadipat-Dehydrogenase-Komplex]] (OADHC), dem [[BCKDHC|verzweigtkettigen α-Ketosäure-Dehydrogenase-Komplex]] (BCKDHC) und dem [[Glycine-Cleavage-System]], sowie zur [[Allosterischer Modulator|allosterischen]] Aktivierung des Netzwerkes der [[LYRM-Protein]]e.<ref>{{Literatur |Autor=Zeinab Wehbe, Sidney Behringer, Khaled Alatibi, David Watkins, David Rosenblatt, Ute Spiekerkoetter, Sara Tucci |Titel=The emerging role of the mitochondrial fatty-acid synthase (mtFASII) in the regulation of energy metabolism |Sammelwerk=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids |Band=1864 |Nummer=11 |Datum=2019-11 |Seiten=1629–1643 |Online=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1388198119301349 |DOI=10.1016/j.bbalip.2019.07.012}}</ref><ref name=":0">{{Literatur |Autor=Jonathan G. Van Vranken, Sara M. Nowinski, Katie J. Clowers, Mi-Young Jeong, Yeyun Ouyang, Jordan A. Berg, Jeremy P. Gygi, Steven P. Gygi, Dennis R. Winge, Jared Rutter |Titel=ACP Acylation Is an Acetyl-CoA-Dependent Modification Required for Electron Transport Chain Assembly |Sammelwerk=Molecular Cell |Band=71 |Nummer=4 |Datum=2018-08 |Seiten=567–580.e4 |Online=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1097276518305148 |DOI=10.1016/j.molcel.2018.06.039 |PMC=6104058 |PMID=30118679}}</ref> Die Mitglieder dieses Netzwerks regulieren die Biogenese von [[Eisen-Schwefel-Cluster]]n, die [[Assemblierung]] der [[Atmungskette#Funktionen der Komplexe der Atmungskette|Komplexe]] der [[Atmungskette]] und die mitochondriale [[Translation (Biologie)|Translation]], wobei letztere selbst bei eingeschränkter Acetyl-CoA-Verfügbarkeit aktiv bleibt.<ref name=":0" /><ref name=":1">{{Literatur |Autor=Ali J. Masud, Alexander J. Kastaniotis, M. Tanvir Rahman, Kaija J. Autio, J. Kalervo Hiltunen |Titel=Mitochondrial acyl carrier protein (ACP) at the interface of metabolic state sensing and mitochondrial function |Sammelwerk=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research |Band=1866 |Nummer=12 |Datum=2019-12 |DOI=10.1016/j.bbamcr.2019.118540 |Seiten=118540 |Online=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S016748891930151X}}</ref> Zusammengefasst steuert Acetyl-CoA seinen eigenen mitochondrialen Verbrauch über mtFAS und acyliertes ACP, indem es bei Substratüberschuss die oxidative Kapazität erhöht und bei Substratmangel die Aktivität der Atmungskette herabreguliert, um die Bildung [[Reaktive Sauerstoffspezies|reaktiver Sauerstoffspezies]] (ROS) zu verhindern.<ref>{{Literatur |Autor=Sara M Nowinski, Ashley Solmonson, Scott F Rusin, J Alan Maschek, Claire L Bensard, Sarah Fogarty, Mi-Young Jeong, Sandra Lettlova, Jordan A Berg, Jeffrey T Morgan, Yeyun Ouyang, Bradley C Naylor, Joao A Paulo, Katsuhiko Funai, James E Cox, Steven P Gygi, Dennis R Winge, Ralph J DeBerardinis, Jared Rutter |Titel=Mitochondrial fatty acid synthesis coordinates oxidative metabolism in mammalian mitochondria |Sammelwerk=eLife |Band=9 |Datum=2020-08-17 |DOI=10.7554/eLife.58041 |PMC=7470841 |PMID=32804083}}</ref><ref name=":1" />

== Weblinks ==
* Chao Wu, Jonathan Lo, Chris Urban, Xiang Gao, Bin Yang, Jonathan Humphreys, Shrameeta Shinde, Xin Wang, Katherine J. Chou, PinChing Maness, Nicolas Tsesmetzis, David Parker, Wei Xiong: [https://www.nature.com/articles/s44160-022-00095-4 Acetyl-CoA synthesis through a bicyclic carbon-fixing pathway in gas-fermenting bacteria]. In: [[Nature]] Synthesis, Band 1, 23. Juni 2022, S.&nbsp;615–625; [[doi:10.1038/s44160-022-00095-4]]. Über ''[[Clostridium ljungdahlii]]''. Dazu:
** [https://scitechdaily.com/not-just-bread-and-beer-microbes-can-ferment-carbon-dioxide-to-make-fuel/ Not Just Bread and Beer: Microbes Can Ferment Carbon Dioxide To Make Fuel]. Auf: SciTechDaily vom 6. August 2022. Quelle: National Renewable Energy Laboratory

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

[[Kategorie:Coenzym]]
[[Kategorie:Adenin]]
[[Kategorie:Nukleotid]]
[[Kategorie:Propansäureamid]]
[[Kategorie:Thiolester]]
[[Kategorie:Hydroxyoxolan]]
[[Kategorie:Alkansäureamid]]
[[Kategorie:Diphosphat]]
[[Kategorie:Phosphorsäureester]]