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Lexikon der Biochemie: Acetyl-Coenzym A

Acetyl-Coenzym A, Acetyl-CoA, aktiviertes Acetat, aktivierte Essigsäure, CH3CO-SCoA, ein Derivat der Essigsäure, bei dem der Essigsäurerest CH3CO- energiereich an die freie SH-Gruppe des Coenzyms A gebunden ist (Mr 809,6Da; λmax = 260 nm, Farbtafel). A. ist als sehr reaktionsfähiger Thioester mit hohem Gruppenübertragungspotenzial ein universelles Zwischenprodukt, welches das C2-Bruchstück (Acetylrest) für zahlreiche Synthesen zur Verfügung stellt. Die freie Energie der Bindung (34,3kJ/mol = 8,2kcal/mol) hat dagegen als Energiespeicher keine Bedeutung. Bei den durch A. vermittelten Übertragungsreaktionen kann sowohl die Carboxylgruppe (elektrophile Reaktion) als auch die Methylgruppe (nucleophile Reaktion) reagieren.
Für die Synthese von A. haben überragende Bedeutung (Tab. 1) die oxidative Decarboxylierung von Pyruvat, 2) der Abbau der Fettsäuren und 3) der Abbau einzelner Aminosäuren.
Die Bildung von A. aus Essigsäure und Coenzym A erfolgt a) durch Übertragung eines Acetylrestes von einem geeigneten Acetyldonator, z.B. Pyruvat unter Mitwirkung von NAD+, auf das Coenzym A oder b) durch Aktivierung des freien Acetats in einem ein- oder zweistufigen Prozess mit Hilfe von ATP und Coenzym A.
A. ist der Knotenpunkt des Kohlenhydratstoffwechsels und nimmt eine zentrale Stellung im gesamten Stoffwechselgeschehen ein. Über das A. werden die Produkte des Kohlenhydrat-, Fett- und Proteinstoffwechsels in den oxidativen Abbau über den Tricarbonsäure-Zyklus eingeschleust. A. ist ein wichtiges Ausgangsmaterial für synthetische Reaktionen. Der Acetylrest wird bei der Synthese von Ester- und Säureamidderivaten übertragen (z.B. Acetylcholin, N-Acetylglucosamin, N-Acetylglutamat). A. ist ferner Ausgangspunkt für die Isoprenoidsynthese über Mevalonsäure. Von A. geht die Biosynthese der Fettsäuren aus. Dieser Weg hat vor allem bei der Umwandlung von Kohlenhydraten in Fett große Bedeutung.

Acetyl-Coenzym A. Tab. Acetyl-Coenzym-A-synthetisierende Reaktionen.

Enzym Reaktion Vorkommen/
Bedeutung
Acetyl-CoA-Synthetase
(EC 6.2.1.1)
CH3COO- + ATP + CoA

CH3CO-CoA + AMP + PPi
Hefen, Tiere, höhere Pflanzen
Acyl-CoA-Synthetase
(GDP-bildend) (EC 6.2.1.10)
CH3COO- + GTP + CoA

CH3CO-CoA + GDP + Pi
Leber
Acetat-Kinase
(EC 2.7.2.1)
CH3COO- + ATP

CH3CO-O-PO3H2 + ADP
Mikroorganismen
Phosphat-Acetyltransferase
(EC 2.3.1.8)
CH3CO-O-PO3H2 + CoA

H3CO-CoA + Pi
Mikroorganismen
ATP-Citrat-(pro-3S)-Lyase
(EC 4.1.3.8)
Citrat + ATP + CoA

CH3CO-CoA + Oxalacetat + ADP + Pi
außerhalb der Mitochondrien
Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex
(EC 1.2.4.1; 2.3.1.12; 1.6.4.3)
Pyruvat + NAD+ + CoA

CH3CO-CoA + CO2 + NADH + H+
Mitochondrienpartikel; beteiligt TPP, LipS2
Acetyl-CoA-Transacetylase
(EC 2.3.1.9)
Acetoacetyl-CoA + CoA

2CH3CO-CoA
Fettsäureabbau

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