Acétyl-CoA

Acétyl-CoA

L’Acétyl-CoA (ou acétyl coenzyme A) est un composé organique qui joue un rôle clé dans le métabolisme cellulaire et qui résulte de la liaison d’un groupe acétyle à la coenzyme A (CoA).

Representation de la molécule d’Acétyl-CoA

L’acétyl-CoA est constituée par un groupe acétyl (CH3CO) relié par une liaison thioester à une coenzyme A (CoA), dérivée de la vitamine B5 (acide pantothénique) et de la cystéine.

Synthèse de l’acétyl-CoA

L’acétyl-CoA est produite principalement dans la matrice mitochondriale en résultat du métabolisme des hydrates de carbone par le biais de la glycolyse, du métabolisme des acides gras au travers de la β-oxydation et, dans une proportion moindre, du catabolisme des acides aminés à chaîne ramifiée.

Le pyruvate résultant de la glycolyse subit une décarboxylation oxydative réalisée par le complexe pyruvate déshydrogénase, ce qui entraîne la formation d’acétyl-CoA, de CO2 et NADH.

D’autre part, les acides gras libres dans le cytosol sont converti sur plusieurs étapes en acyl-CoA, qui, à son tour, est dégradé par β-oxydation sur un cycle de 3 réactions successives: déshydrogénation, hydratation et oxydation. L’acétyl-CoA est enfin libérée par l’action de l’acétyl-CoA acétyltransferase.

Les acides aminés à chaîne latérale ramifiée (valine, Leucine et isoleucine) peuvent aussi servir de base pour la production d’acétyl-CoA en étant converti par transamination en α-cétoacides à chaîne latérale ramifiée qui, à leurs tours, sont traités par le biais de diverses réactions catalysées par le complexe α-cétoacide-déshydrogénase, produisant l’acétyl- CoA parmi d’autres produits.

Sous certaines conditions, ou en cas de problèmes dans la production d’acétyl-CoA mitochondriale, les cellules sont également en mesure de produire de l’acétyl-CoA dans le cytosol. Par exemple, en hypoxie, la glutamine présente dans le cytosol peut passer par une carboxylation réductive donnant lieu à l’acétyl-CoA. D’autre part, l’acétate, par action de l’acétyl-CoA synthase, peut aussi engendrer l’acétyl-CoA.

Fonctions

La synthèse de l’acétyl-CoA est une réaction très exergonique dont l’énergie permet la réalisation d’une grande variété de réactions chimiques intracellulaires.

L’acétyl-CoA participe à divers processus métaboliques, soit comme intermédiaire soit comme molécule de signalisation, en contrôlant l’équilibre entre les réactions de catabolisme et d’anabolisme.

Quelques exemples des voies métaboliques dans  lesquelles l’acétyl-CoA participe de façon naturelle:

• Biosynthèse de l’acétylcholine
• Biosynthèse des acides gras
• Biosynthèse des stéroïdes
• Biosynthèse de la mélatonine
• Cycle de Krebs
• Dégradation de la lysine
• Dégradation de la valine, Leucine et isoleucine
• Dégradation de l’éthanol
• Hypercholestérolémie
• Métabolisme des sucres aminés
• Métabolisme des acides gras
• Métabolisme de la caféine
• Métabolisme des corps cétoniques
• Métabolisme de glycine et de la sérine
• Métabolisme du glutamate
• Respiration cellulaire
• Leucinose , etc.

Emplacement dans l’organisme

Organes:

• Rate
• Cerveau
• Muscle
• Prostate

Tissus:

• Tissu adipeux
• Tissu musculaire squelettique

Cellules:

• Plaquette

Localisation subcellulaire

• Cytoplasme
• Appareil de Golgi
• Extracellulaire
• Membrane cellulaire
• Mitochondrie
• Noyau
• Peroxysome
• Réticulum endoplasmique

References:

• Hmdb.ca. (2017). Human Metabolome Database: Showing metabocard for Acetyl-CoA (HMDB0001206). [online] Available at: http://www.hmdb.ca/metabolites/HMDB0001206 [Accessed 10 Dec. 2017].
• Pietrocola, F., Galluzzi, L., Bravo-San Pedro, J., Madeo, F. and Kroemer, G. (2015). Acetyl Coenzyme A: A Central Metabolite and Second Messenger. Cell Metabolism, 21(6), pp.805-821.
• Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. (2017). Acetyl-CoA. [online] Available at: https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/acetyl-CoA#section=Top [Accessed 10 Dec. 2017].