아실-CoA

아실-CoA의 일반적인 화학 구조. 여기서 R은 지방산 곁사슬이다.

아실-CoA(영어: acyl-CoA) 또는 아실 조효소 A(영어: acyl coenzyme A) 또는 지방산 아실-CoA(영어: fatty acyl-CoA)는 지방산의 아실기와 조효소 A가 결합한 화합물로 지방산의 대사에 관여하는 대사 중간생성물이다. 아실-CoA는 지방산의 β 산화에서 분해되어 아세틸-CoA를 생성한다. 아세틸-CoA는 시트르산 회로로 들어가 분해되는 과정에서 ATP 및 NADH, FADH2를 생성한다. 이러한 방식으로 지방은 보편적인 생화학적 에너지 운반체인 ATP로 전환된다.

기능

지방산의 활성화

지방산의 지방산 아실-CoA로의 전환은 지방산 아실-CoA 합성효소에 의해 촉매되는 2단계 과정이다. 먼저, 지방산은 ATP와 반응하여 지방산 아실-아데닐산을 형성한다. 지방산 아실-아데닐산은 이어서 반응하여 지방산 아실-CoA를 생성한다.

지방산 + CoA + ATP ⇌ 아실-CoA + AMP + PPi

지방산은 세포질에서 활성화되지만, 지방산의 산화는 미토콘드리아에서 일어난다. CoA 부가물에 대한 운반체 단백질이 없기 때문에 아실기는 카르니틴을 포함하는 왕복통로 시스템을 통해 미토콘드리아로 들어간다.[1]

아실-CoA는 아실-CoA 생성효소라고 불리는 효소에 의해 생성되는데 여기에는 3가지 다른 길이의 아실-CoA를 만들 수 있는 3가지 다른 종류의 아실-CoA 생성효소가 있다.[2] 예를 들어, 중간사슬 아실-CoA 생성효소는 탄소 수가 4~11개인 지방산에 작용하여 4~11개의 탄소를 가지는 아실-CoA를 생성한다. 다른 종류의 아실-CoA 생성효소는 탄소 수가 11~20개인 지방산에 작용하여 11~20개의 탄소를 가지는 아실-CoA를 생성한다. 이들 반응에서 ATP는 두 단계 반응으로 AMP를 생성하기 때문에 아실-CoA를 만들기 위한 반응은 열역학적으로 유리하며,[3] 자발적인 반응이다. 아실-CoA 싸이오에스터레이스라 불리는 효소는 아실-CoA 생성효소와 반대되는 작용을 한다. 아실-CoA 싸이오에스터레이스는 아실-CoA를 지방산과 CoA로 전환시키는데, 다시 말해, 아실-CoA를 분해하여 지방산을 비활성화시킨다.[3]

임상적 중요성

심장 근육은 에너지 생성을 위해 지방을 일차적으로 대사하고 아실-CoA는 초기 심장 근육의 펌프 장애에서 중요한 분자로 확인되었다.[4]

세포질의 아실-CoA 함량은 인슐린 저항성과 관련이 있으며, 비지방 조직에서 지질 독성을 매개할 수 있다고 제안되었다.[5] 아실-CoA:다이아실글리세롤 아실트랜스퍼레이스(DGAT)는 트라이글리세라이드 생합성의 핵심 효소로 에너지 대사에서 중요한 역할을 한다. 간과 장의 지방조직에서 아실-CoA:다이아실글리세롤 아실트랜스퍼레이스(DGAT)의 활성 수준과 트라이글리세라이드의 합성의 상관 관계는 비교적 명확하다. 또한 활성 수준의 변화는 인슐린 감수성과 에너지 항상성에 변화를 일으킬 수 있다.[6]

다중 아실-CoA 탈수소효소 결핍증(MADD)[7]이라고 불리는 희귀 질환은 지방산 대사에 장애가 있는 질환이다. 아실-CoA 탈수소효소는 아실-CoA를 지방산의 β 산화 대사 중간생성물로 만들기 때문에 중요하며, 이는 지방산을 활성화시켜 대사되도록 한다. 이러한 지방산의 β 산화 과정이 제대로 대사되지 않으면, 많은 다른 증상들을 유발한다. 이와 같은 대사 이상은 심근증, 간질환과 같은 심각한 증상들과 일시적인 대사 분해, 근육 약화, 호흡 부전과 같은 증상들을 유발할 수 있다. 이는 ETFA, ETFB 및 ETFDH 유전자 돌연변이에 의한 유전 질환이다. 다중 아실-CoA 탈수소효소 결핍증은 양쪽 부모로부터 열성 유전자를 하나씩 받아야 하기 때문에 상염색체 열성 유전 질환으로 알려져 있다.[7]

같이 보기

각주

  1. ↑ Pratt C.W., Cornely, K. Essential Biochemistry. John Wiley & Sons, Inc. (2004)
  2. ↑ Blanco, Antonio; Blanco, Gustavo (2017). 〈Lipid Metabolism〉. 《Medical Biochemistry》. 325–365쪽. doi:10.1016/B978-0-12-803550-4.00015-X. ISBN 978-0-12-803550-4. 
  3. ↑ 가 나 Bhagavan, N.V.; Ha, Chung-Eun (2015). 〈Lipids I: Fatty Acids and Eicosanoids〉. 《Essentials of Medical Biochemistry》. 269–297쪽. doi:10.1016/B978-0-12-416687-5.00016-6. ISBN 978-0-12-416687-5. 
  4. ↑ Goldenberg, Joseph R.; Carley, Andrew N.; Ji, Ruiping; Zhang, Xiaokan; Fasano, Matt; Schulze, P. Christian; Lewandowski, E. Douglas (2019년 3월 26일). “Preservation of Acyl-CoA Attenuates Pathological and Metabolic Cardiac Remodeling Through Selective Lipid Trafficking”. 《Circulation》. doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.119.039610. PMID 30909726. 요약문 – Ohio State News (2019년 3월 26일). 
  5. ↑ Li, Lei O.; Klett, Eric L.; Coleman, Rosalind A. (March 2010). “Acyl-CoA synthesis, lipid metabolism and lipotoxicity”. 《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids》 1801 (3): 246–251. doi:10.1016/j.bbalip.2009.09.024. PMC 2824076. PMID 19818872. 
  6. ↑ Yu, Yi‐Hao; Ginsberg, Henry (2009년 7월 8일). “The role of acyl‐CoA:diacylglycerol acyltransferase (DGAT) in energy metabolism”. 《Annals of Medicine》 36 (4): 252–261. doi:10.1080/07853890410028429. 
  7. ↑ 가 나 Rashmi, S.; Gayathri, N.; Kumar, M. Veerendra; Sumanth, S.; Subasree, R.; Pooja, M. (2017년 1월 1일). “Multiple Acyl CoA dehydrogenase deficiency: Uncommon yet treatable disorder”. 《Neurology India》 65 (1): 177–8. doi:10.4103/0028-3886.198186 (년 이후로 접속 불가 2019-05-13). PMID 28084266. 

외부 링크