fosfato de acetilo

_El fosfato de acetilo es un monofosfato con un grupo acetilo unido a uno de sus átomos de oxígeno. Desempeña un papel en el metabolismo de E. coli _, humanos y ratones. El fosfato de acetilo tiene la fórmula _molecular C₂H₅O₅P .

Fritz Albert Lipmann descubrió que la oxidación del ácido pirúvico en sistemas biológicos dependía de la presencia de fosfato inorgánico . Lipmann añadió fosfato radiactivo y ácido adenílico y observó que la oxidación del piruvato producía adenosín trifosfato . Demostró que una preparación cruda del producto podía transferir fosfato al ácido adenílico . Tras varios años, identificó definitivamente el producto inicial de la oxidación del ácido pirúvico como acetilfosfato. ^{[ 1 ]}

El acetilfosfato es un intermediario de la vía AckA-Pta y actúa como una señal global en E. coli . El acetilfosfato señaliza a través de reguladores de respuesta de dos componentes; no está claro si actúa como donante directo de fosfato o funciona mediante un mecanismo indirecto. La vía Pta-AckA utiliza dos enzimas clave: Pta ( fosfotransacetilasa ) y AckA ( acetato quinasa ). Estas enzimas interconvierten las siguientes moléculas: acetil-CoA (un intermediario metabólico central), coenzima A (HS-CoA), acetilfosfato (un intermediario de alta energía), ATP, ADP , Pi (fosfato inorgánico) y acetato . La reacción directa es la activación del acetato y se utiliza cuando las células necesitan producir acetil-CoA, siendo el acetilfosfato el intermediario del producto. La reacción inversa es la acetogénesis y se utiliza cuando las células excretan el exceso de carbono o regeneran ATP. La siguiente reacción ocurre utilizando Pta o AckA.

acetil-CoA + Pi → acetilfosfato (Pta)

acetilfosfato + ADP → acetato + ATP (AckA). ^{[ 2 ]}

El acetilfosfato es análogo al cloruro de acetilo y al anhídrido acético . Su vida útil a temperatura ambiente en una solución neutra es de varias horas y puede conservarse durante semanas sin deterioro apreciable a −35  °C. Es estable en solución ácida entre pH 5 y 6. ^{[ 3 ]} En bacterias y arqueas , el acetilfosfato se genera con la fosforilación de acetil-CoA. ^{[ 4 ]} Catalizada por la acetilfosfato sintasa, enzima que se encuentra en ciertos microorganismos. ^{[ 5 ]} Luego, el acetilfosfato fosforila ADP a ATP entre el tioéster y el metabolismo del fosfato. El acetilfosfato puede fosforilar algunos intermediarios en la síntesis de nucleótidos (ribosa a ribosa-5-fosfato, adenosina a AMP y ADP a ATP) como el ATP. ^{[ 4 ]} A un pH más alcalino tiende a acetilar los grupos amino en los aminoácidos y los grupos hidróxido en la ribosa .

El acetilfosfato se utiliza comercialmente en aplicaciones industriales como agente fosforilante para sintetizar antibióticos , fármacos antivirales y agentes anticancerígenos . ^{[ 5 ]} Debido a su capacidad para modificar proteínas y ácidos nucleicos, se utiliza principalmente en el desarrollo de fármacos. ^{[ 5 ]} Se utiliza comúnmente en la investigación bioquímica debido a su capacidad como donador de grupos acilo. ^{[ 5 ]}

El acetilfosfato se puede sintetizar en agua a temperatura ambiente a partir de tioacetato . El AcP sintetizado es estable durante horas, lo que lo hace estable y reactivo a la vez. El AcP se comporta de forma similar al ATP, ya que puede fosforilar sustratos biológicos. El acetilfosfato es capaz de fosforilar en agua. Esto concuerda con la idea de que las enzimas poliméricas o los ribosomas fueron precedidos por la catálisis monomérica en el origen de la vida . ^{[ 6 ]}

El ATP es una fuente de energía importante para muchos organismos vivos. El mecanismo ancestral más plausible y discutible para la síntesis de ATP es a través de la fosforilación a nivel de sustrato del ADP a ATP por el acetilfosfato (AcP). ^{[ 7 ]} Dado que el acetilfosfato es un intermediario y un puente entre un tioéster y un metabolismo de fosfato, como se mencionó anteriormente, e incluso el tema de vincular el acetil-CoA con la fosforilación a nivel de sustrato del ADP puede potencialmente encontrar una relación temprana con los orígenes prebióticos del ATP como moneda energética universal. ^{[ 7 ]} El acetilfosfato muestra que puede fosforilar ADP a ATP en áreas acuáticas con presencia de iones de hierro (III) y puede sugerir que la fosforilación a nivel de sustrato podría tener lugar en condiciones prebióticas acuosas. ^{[ 7 ]} El proceso de fosforilación del acetilfosfato podría conducir a una investigación más profunda de las razones por las que el ATP es la fuente universal en toda la vida desde el principio de los tiempos hasta ahora. ATP ^{[ 7 ]} Este proceso de fosforilación se ve favorecido en solución acuosa bajo condiciones prebióticas suaves y el acetilfosfato podría ser la clave. ^{[ 7 ] [ 3 ]}