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Butiril-CoA

La 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 a partir del crotonil-CoA. [2] Esta interconversión está mediada por la butiril-CoA deshidrogenasa.

Según los datos de oxidorreducción, la butiril-CoA deshidrogenasa muestra poca o ninguna actividad a un pH superior a 7,0. Esto es importante, ya que el potencial de punto medio de la enzima se encuentra a un pH de 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 CoA. [5]

Reacción

Metabolismo de los ácidos grasos

La butiril-CoA se interconvierte en 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, la 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, entre ellos la butiril-CoA deshidrogenasa, [12] [13] [14] la acil-CoA deshidrogenasa, [15] la acil-CoA oxidasa, [16] y la 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 es la vía de fermentación del succinato; la flecha azul es la vía de fermentación del etanol/acetil-CoA, también conocida como fermentación ABE.

El butiril-CoA se reduce a partir del crotonil-CoA catalizando la butiril-CoA deshidrogenasa, donde dos moléculas de NADH donan cuatro electrones, dos de ellas reducen la ferredoxina (grupo [2Fe-2S]) y las otras dos reducen 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 de la 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 anaeróbicas y arqueas, 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 succinato semialdehído y, a través de una serie de pasos a través del intermediario de butanoil-CoA , finalmente se convirtió en butanoato . [30] [31]

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. [32] La desregulación de la degradación de GABA puede conducir a desequilibrios en los niveles de neurotransmisores, lo que contribuye a varios trastornos neurológicos como la epilepsia , la ansiedad y la depresión . [33] [34] El mecanismo de reacción es el mismo que el de la vía de fermentación, donde el butiril-CoA primero se reduce 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 fracción de adenina puede unirse a la butanol deshidrogenasa y reducir su actividad. [35] Se ha descubierto que la fracción de fosfato del butiril-CoA tiene actividades inhibidoras tras su unión con 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.

Lectura adicional

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

Véase también

Referencias

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