AcylCoAVerbindungen

Acyl-CoA-Verbindungen sind Thioester-Ester-Verbindungen, bei denen eine Carbonsäure (häufig eine Fettsäure) über den Schwefel des Coenzyms A (CoA) gebunden ist. Die Verbindung hat die Struktur R-CO-S-CoA, wobei R die Acyl-Gruppe darstellt. CoA ist ein multifunktionales Carrier-Molekül, das aus Pantothensäure, einem β-Mercaptoethylamino-Rest und einem Adenosin-Phosphat-Teil besteht. Die Thioester-Bindung ist hochreaktiv, was Acyltransferreaktionen ermöglicht und den Fluss von Acylgruppen zwischen Stoffwechselwegen erleichtert.

Bildung und Aktivierung erfolgen durch Acyl-CoA-Synthetasen (ACS): Fettsäure + CoA + ATP → Acyl-CoA + AMP + PPi. Diese Aktivierung macht Fettsäuren reaktionsbereiter für weitere Schritte im Stoffwechsel. Acyl-CoA-Verbindungen dienen als Substrate in zahlreichen Wegen, darunter die Fettsäureoxidation (β-Oxidation) in Mitochondrien und Peroxisomen sowie die Fettsäuresynthese und die Bildung von Lipiden wie Phospholipiden und Triglyceriden. Als zentrale Stoffwechselverbindungen fungieren Acyl-CoA-Ester auch als Brennstoff- und Bausteinformen, wobei Acetyl-CoA eine Schlüsselrolle als Verknüpfungspunkt zwischen Kohlenhydrat-, Fett- und Aminosäurestoffwechsel einnimmt.

Transport und Subzelluläre Verteilung werden durch das Carnitin-Shuttle-System für Langkettenacyl-CoA reguliert: Langkettige Acyl-CoA werden in der Membran durch Acylcarnitin-Intermediate transportiert und anschließend wieder zu Acyl-CoA regeneriert. Beispiele reichen von Acetyl-CoA, Propionyl-CoA bis hin zu langkettigen Formen wie Palmitoyl-CoA oder Stearoyl-CoA.

Bedeutung und Regulation: Störungen in ACS-Enzymen, Transport oder Nutzung von Acyl-CoA-Verbindungen können Stoffwechselkrankheiten beeinflussen, darunter Fatty-Acid-Oxidation-Defekte und Störungen der Lipidsynthese.