Coenzima A: sintesi e funzioni

Generalità

I coenzimi sono molecole organiche dalla struttura relativamente semplice; generalmente sono formate da una parte non proteica, legata ad una proteica. L’interazione tra le due parti è decisiva per le funzionalità del coenzima che si formerà: nel caso in cui la parte non proteica interagisse con quella proteica per mezzo di legami forti, si avrebbe una proteina coniugata (es. emoglobina); nel caso in cui, invece, il legame tra le due parti fosse caratterizzato da forze relativamente più deboli, avremmo la formazione di un coenzima.

Il Coenzima A (CoA) è una molecola alla base di molte delle principali vie metaboliche esistenti, come il Ciclo di Krebs; molto spesso si trova legato all’acetile, formando il ben noto Acetil-CoA e proprio per questo, quando non è legato ad esso, si indica attraverso l’espressione CoASH o HSCoA, a suggerire che il suo gruppo -SH è libero.

Scoperto negli anni ’50 dai chimici Lipmann e Krebs, la molecola responsabile dell’ossidazione degli acidi grassi prevede una struttura divisibile in due porzioni principali:

  • simil-proteica, legata da una molecola di ADP;
  • solfidrilica, altamente reattiva e che permette il legame dell’acetile, con conseguente formazione dell’acetil-CoA.
 Struttura chimica del Coenzima A (CoA)
Figura 1 – Struttura chimica del Coenzima A (CoA) [wikipedia.org]

Sintesi del Coenzima A e i suoi precursori

La sintesi del CoA avviene per mezzo di più passaggi, a partire dalla base coniugata dell’acido pantotenico (Vitamina B5), ovvero il Pantotenato. Il processo di sintesi inizia quando quest’ultimo va incontro a fosforilazione, con conseguente formazione del 4′-fosfopantotenato; a seguire, a questo si lega una molecola di cisteina, formando la 4′-fosfo-N-pantotenoilcisteina (PPC); successivamente, si forma la 4′-fosfopantoina, per mezzo di decarbossilazione della PPC; all’ultimo prodotto viene aggiunta una molecola di adenina monofosfato (reazione di adenilazione), con conseguente sintesi di defosfo-CoA, che, infine, si fosforila e diventa Coenzima A.

Durante l’intero processo di biosintesi, ognuna delle reazioni chiave appena descritte è possibile anche grazie alla presenza di enzimi come il pantotenato chinasi, la fosfopanteina adenil transferasi e il defosfocoenzima A chinasi.

Attraverso lo studio di queste fasi, inoltre, è più semplice comprendere la struttura del Coenzima A, formato da : adenosina 3′-fosfato, pirofosfato, acido pantoico, beta-alanina e cisteamina; quest’ultima, infine, presenta la parte maggiormente reattiva del CoA, -SH.

 Sintesi del Coenzima A (CoA)
Figura 2 – Sintesi del Coenzima A (CoA) [wikipedia.org]

L’importanza della Vitamina B5

Le vitamine del gruppo B sono numerose e tutte particolarmente importanti per il nostro organismo; come descritto nei paragrafi precedenti, inoltre, la vitamina B5 è indispensabile per la sintesi del Coenzima A. La sua dose giornaliera consigliata si aggira tra i 4 mg e i 7 mg, si trova facilmente in alimenti di ogni tipo, sia di origine animale che di origine vegetale, tant’è che la sua carenza è registrata solo in casi di estrema denutrizione o malnutrizione.

Acetil-Coenzima A

L’acetil-Coenzima A è un tioestere dell’acido acetico con il CoA. La sua via di sintesi più nota avviene a livello dei mitocondri, a partire da una molecola di piruvato, che, per mezzo del complesso enzimatico della piruvato deidrogenasi (PDH), ossida in acetil-Coenzima A e libera CO2.

Esso non è altro che la forma di Coenzima A più comune nelle varie biosintesi principali, tant’è che è indispensabile per processi come:

  • catabolismo degli amminoacidi;
  • sintesi degli acidi grassi;
  • sintesi di corpi chetonici;
  • sintesi dei fosfolipidi;

e molte altre.

Rappresentazione di un mitocondrio, sede della sintesi di Acetil-CoA
Figura 3 – Rappresentazione di un mitocondrio, sede della sintesi di Acetil-CoA [istockphoto.com]

Fonti

Crediti immagini

Articoli suggeriti

Foto dell'autore

Davide Puntorieri

Dottore in Scienze gastronomiche e oggi studente di scienze e tecnologie alimentari (LM-70) presso l'Università degli studi Mediterranea di Reggio Calabria.

Hai suggerimenti che possano aumentare la qualità dei nostri contenuti sul sito di Microbiologia Italia o vuoi fornirci dei feedback per fare sempre meglio? Contattaci. Diffondi la scienza con noi e seguici su FacebookInstagramLinkedIn, TikTok, Twitter, Telegram e Pinterest. Ti piacciono i nostri articoli? Aiutaci con una Donazione o iscriviti alla nostra Newsletter ufficiale e potrai ricevere gratuitamente i fantastici articoli che giornalmente verranno pubblicati sul sito.