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Butiril-CoA

Butiril-CoA (o butiril-coenzima A, butanoil-CoA ) es un derivado orgánico del ácido butírico que contiene coenzima A. [1] Es un producto natural que se encuentra en muchas 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 y convertido de crotonil-CoA. [2] Esta interconversión está mediada por la butiril-CoA deshidrogenasa.

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

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

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

Reacción

Metabolismo de los ácidos grasos

El butiril-CoA se interconvierte hacia y desde 3-oxohexanoil-CoA mediante 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] [12] Posteriormente, el butiril-CoA se convierte en crotonil-CoA. La conversión está catalizada por la flavoproteína 2,3-oxidorreductasa de transferencia de electrones. [13] Esta enzima tiene muchos sinónimos que son ortólogos entre sí, incluida la butiril-CoA deshidrogenasa, [14] [15] [16] acil-CoA deshidrogenasa, [17] acil-CoA oxidasa, [18] y enzima de cadena corta. 2-metilacil-CoA deshidrogenasa [19]

Fermentación

Butiril-CoA es un intermediario de la vía de fermentación que se encuentra en Clostridium kluyveri . [20] [21] [22] Esta especie puede fermentar acetil-CoA y succinato en butanoato , extrayendo energía a través del proceso. [21] [22] La vía de fermentación del etanol a acetil-CoA y al butanoato también se conoce como fermentación ABE .

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

El butiril-CoA se reduce a partir del crotonil-CoA catalizado por la butiril-CoA deshidrogenasa, donde dos moléculas de NADH donan cuatro electrones, dos de ellas reduciendo la ferredoxina (grupo [2Fe-2S]) y las otras dos reduciendo el crotonil-CoA a butiril-CoA. . [23] [24] [25] Posteriormente, el butiril-CoA se convierte en butanoato mediante la propionil-CoA transferasa, que transfiere el grupo coenzima-A a un acetato , formando acetil-CoA . [26] [27]

Conversión de crotonil-CoA a butiril-CoA a butanoato

Es esencial para reducir las ferredoxinas en bacterias anaeróbicas y arqueas para que la fosforilación por transporte de electrones y la fosforilación a nivel de sustrato puedan ocurrir con mayor eficiencia. [28]

Degradación del 4-aminobutanoato (GABA)

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

Butiril-CoA también es un intermediario que se encuentra en la degradación del 4-aminobutanoato (GABA). [29] 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 . [30] [31] [32] Sin embargo, en Acetoanaerobium sticklandii y Clostridium aminobutyricum , el 4-aminobutanoato se convirtió en succinato semialdehído y, a través de una serie de pasos a través del intermediario de butanoil-CoA , finalmente se convirtió en butanoato . [33] [34]

La vía de degradación juega un papel importante en la regulación de la concentración de GABA, que es un neurotransmisor inhibidor que reduce la excitabilidad neuronal. [35] La desregulación de la degradación del GABA puede provocar desequilibrios en los niveles de neurotransmisores, lo que contribuye a diversos trastornos neurológicos como la epilepsia , la ansiedad y la depresión . [36] [37] El mecanismo de reacción es el mismo que en la vía de fermentación, donde primero se reduce el butiril-CoA a partir de crotonil-CoA y luego se convierte en butanoato. [29]

Regulación

"La butiril-CoA actúa sobre la butanol deshidrogenasa mediante inhibición competitiva ". El resto de adenina puede unirse a la butanol deshidrogenasa y reducir su actividad. [38] Se ha descubierto que la fracción fosfato de butiril-CoA tiene actividades inhibidoras tras su unión con la fosfotransbutirilasa. [39]

También se cree que el butiril-CoA tiene efectos inhibidores sobre la acetil-CoA acetiltransferasa , [40] la DL-metilmalonil-CoA racemasa, [41] y la glicina N-aciltransferasa , [42] sin embargo, el mecanismo específico sigue siendo desconocido.

Otras lecturas

PubChem. "Butiril-CoA". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 18 de noviembre de 2021 .

Ver también

Referencias

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