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Lexikon der Biochemie: Coenzym A

Coenzym A, CoA, CoA-SH, das Coenzym der Acylierung (Mr 767,6Da, λmax 257nm bei pH 2,5-11,0). Die Lösungen von C. A sind zwischen pH 2 und 6 relativ stabil. CoA besteht aus Adenosin-3',5'-diphosphat, das über das 5'-Phosphat mit dem Phosphat von Pantothein-4'-phosphat verbunden ist (Abb. 1). Für die biologische Aktivität von CoA ist die Thiolgruppe des Cysteamins verantwortlich. Praktisch die gesamte Pantothensäure der Zelle liegt in gebundener Form als C. A vor. Die stoffwechselaktive Form von CoA ist das Acyl-CoA, das als Acylgruppendonor fungiert.
Die Bedeutung von CoA liegt in seiner Fähigkeit, energiereiche Thioesterbindungen zu bilden. Die Methylengruppe, die der aktivierten Thioestergruppe benachbart ist, neigt zur Dissoziation in ein Carbanion und ein Proton (Abb. 2). Das resultierende Carbanion kann durch elektrophile Agenzien angegriffen werden. Durch Bildung des Thioesters wird demnach einmal die Carboxylgruppe der gebundenen Säure (elektrophile Form, nucleophile Reaktionen), zum anderen die nachbarständige α-Position (nucleophile Form, elektrophile Reaktionen) aktiviert. Für die aktivierte Carboxylgruppe sind die folgenden Reaktionen von biochemischer Bedeutung: 1) Reduktion zum Aldehyd; 2) Transacylierungen bei der Bildung von Acetylcholin, Hippursäure, acetylierten Aminozuckern, S-Acetylhydroliponsäure (Pyruvat-Dehydrogenase) und Acetylphosphat (Abb. 2a, phosphoroklastische Pyruvatspaltung); 3) Austausch der Sulfhydrylkomponente in der Thiophorasereaktion, z.B. wenn CoA von Succinyl-CoA auf Acetyl-CoA übertragen wird.
Die α-Methylgruppe im Acetyl-CoA geht verschiedene Kondensationsreaktionen ein, z.B. 1) die Carboxylierung von Acetyl-CoA zu Malonyl-CoA durch die biotinabhängige Acetyl-CoA-Carboxylase (EC 6.4.1.2) in der Fettsäurebiosynthese; 2) die Aldoladdition, z.B. bei der Citratsynthese (Abb. 2b) im Tricarbonsäure-Zyklus. Bei der Bildung von Acetoacetyl-CoA aus zwei Molekülen Acetyl-CoA (Esterkondensation) tritt ein Molekül in der elektrophilen, das andere Molekül in der nucleophilen Form in die Reaktion ein.
Derivate von CoA kommen als Zwischenprodukte bei der β-Oxidation von Fettsäuren (Fettsäureabbau) und bei der Synthese einiger Alkaloide vor.



Coenzym A. Abb. 1, vgl. auch Farbtafel



Coenzym A. Abb. 2. Aktivierte Formen von Acyl-CoA-Verbindungen (Thioestern).

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