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Articulo de referencia

Butiril-CoA

{[(2''R'',3''S'',4''R'',5''R'')-5-(6-Amino-9''H''-purin-9-yl)-4-hydroxy-3-(phosphonooxy)oxolan-2-yl]methyl} ''O'' 3 - {(3''R'')-4-[(3-{[2-(butanoylsulfanyl)ethyl]amino}-3-oxopro...

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El butiril-CoA (o butiril-coenzima A, butanoil-CoA ) es un derivado orgánico del ácido butírico que contiene coenzima A. [ 1 ] Es un producto natural presente en numerosas vías biológicas, como el metabolismo de los ácidos grasos ( degradación y elongación ), la fermentación y la degradación del 4-aminobutanoato (GABA). Participa principalmente como intermediario, precursor del crotonil-CoA y derivado de este. [ 2 ] Esta interconversión está mediada por la butiril-CoA deshidrogenasa.

Según los datos redox, la butiril-CoA deshidrogenasa muestra poca o ninguna actividad a pH superior a 7,0. Esto es importante ya que el potencial de punto medio de la enzima se encuentra a pH 7,0 y a 25  °C. Por lo tanto, cambios por encima de este valor desnaturalizarán la enzima. [ 3 ]

En el colon humano, el butirato ayuda a suministrar energía al epitelio intestinal y a regular las respuestas celulares. [ 4 ]

El butiril-CoA tiene una energía libre de Gibbs potencial calculada muy alta, -462,53937 kcal/mol, almacenada en su enlace con CoA. [ 5 ]

Reacción

Metabolismo de los ácidos grasos

El butiril-CoA se interconvierte a y desde 3-oxohexanoil-CoA por acción de la acetil-CoA acetiltransferasa (o tiolasa ). [ 6 ] En términos de química orgánica, la reacción es la inversa de una condensación de Claisen . [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Posteriormente, el butiril-CoA se convierte en crotonil-CoA. La conversión es catalizada por la flavoproteína 2,3-oxidorreductasa de transferencia de electrones. [ 12 ] Esta enzima tiene muchos sinónimos que son ortólogos entre sí, incluyendo butiril-CoA deshidrogenasa, [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] acil-CoA deshidrogenasa , [ 15 ] acil-CoA oxidasa , [ 16 ] y 2-metilacil-CoA deshidrogenasa de cadena corta [ 17 ]

Fermentación

El butiril-CoA es un intermediario de la vía de fermentación que se encuentra en Clostridium kluyveri . [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] Esta especie puede fermentar acetil-CoA y succinato en butanoato , extrayendo energía a través del proceso. [ 19 ] [ 20 ] La vía de fermentación de etanol a acetil-CoA a butanoato también se conoce como fermentación ABE .

Descripción general de las vías de fermentación en Clostridium kluyveri . La flecha roja indica la vía de fermentación del succinato; la flecha azul indica la vía de fermentación del etanol/acetil-CoA, también conocida como fermentación ABE.

El butiril-CoA se reduce a partir del crotonil-CoA.catalizada por la butiril-CoA deshidrogenasa, donde dos moléculas de NADH donan cuatro electrones, dos de ellos reduciendo la ferredoxina ([2Fe-2S] cluster) y los otros dos reduciendo el crotonil-CoA a butiril-CoA. [ 2 ] [ 21 ] [ 22 ] Posteriormente, el butiril-CoA se convierte en butanoato por la propionil-CoA transferasa, que transfiere el grupo coenzima-A a un acetato , formando acetil-CoA . [ 23 ] [ 24 ]

Conversión de crotonil-CoA a butiril-CoA a butanoato

Es esencial para reducir las ferredoxinas en bacterias y arqueas anaeróbicas, de modo que la fosforilación del transporte de electrones y la fosforilación a nivel de sustrato puedan ocurrir con mayor eficiencia. [ 25 ]

Degradación del 4-aminobutanoato (GABA)

Descripción general de la degradación del 4-aminobutanoato (GABA)

El butiril-CoA también es un intermediario que se encuentra en la degradación del 4-aminobutanoato (GABA). [ 26 ] El 4-aminobutanoato (GABA) tiene dos destinos en esta vía de degradación. Cuando se descubrió en Acetoanaerobium sticklandii y Pseudomonas fluorescens , el 4-aminobutanoato se convirtió en glutamato , que puede desaminarse, liberando amonio . [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] Sin embargo, en Acetoanaerobium sticklandii y Clostridium aminobutyricum , el 4-aminobutanoato se convirtió en semialdehído de succinato y, a través de una serie de pasos a través del intermediario butanoil-CoA , finalmente se convirtió en butanoato . [ 30 ] [ 31 ]

La vía de degradación desempeña un papel importante en la regulación de la concentración de GABA, un neurotransmisor inhibidor que reduce la excitabilidad neuronal. [ 32 ] La desregulación de la degradación del GABA puede provocar desequilibrios en los niveles de neurotransmisores, contribuyendo a diversos trastornos neurológicos como la epilepsia , la ansiedad y la depresión . [ 33 ] [ 34 ] El mecanismo de reacción es el mismo que en la vía de fermentación, donde el butiril-CoA se reduce primero a partir del crotonil-CoA y luego se convierte en butanoato. [ 26 ]

Regulación

El butiril-CoA actúa sobre la butanol deshidrogenasa mediante inhibición competitiva . La porción de adenina puede unirse a la butanol deshidrogenasa y reducir su actividad. [ 35 ] Se ha descubierto que la porción de fosfato del butiril-CoA tiene actividad inhibitoria al unirse a la fosfotransbutirilasa. [ 36 ]

También se cree que el butiril-CoA tiene efectos inhibidores sobre la acetil-CoA acetiltransferasa , [ 37 ] la DL-metilmalonil-CoA racemasa, [ 38 ] y la glicina N-aciltransferasa , [ 39 ] sin embargo, el mecanismo específico sigue siendo desconocido.

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

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