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아실-CoA

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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べーた 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

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지방산의 활성화

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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

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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べーた 산화 대사 중간생성물로 만들기 때문에 중요하며, 이는 지방산을 활성화시켜 대사되도록 한다. 이러한 지방산의 βべーた 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

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각주

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  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

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