Malonil CoA (524-14-1) Propiedades físicas y químicas
Malonil CoA
Metabolito central acil‑CoA usado frecuentemente como reactivo bioquímico y estándar de referencia en metabolismo lipídico, ensayos enzimáticos y procesos de ingeniería metabólica.
| Número CAS | 524-14-1 |
| Familia | Derivados acil‑CoA de ácidos grasos (acil‑CoA) |
| Forma típica | Polvo o sólido cristalino |
| Grados comunes | EP |
Malonil CoA es un derivado de coenzima A (CoA) perteneciente a la clase estructural de acil–CoA de ácidos grasos; químicamente es el tioéster S‑malonil de coenzima A. La molécula acopla una unidad acilo malonil (propanodioilo) a la extensa y multifuncional estructura de CoA que contiene un adenosín 3',5'‑difosfato ribosa, un brazo de panteteína y un tiol terminal que forma el enlace tioéster. Estructuralmente, esto da lugar a una molécula oligopolar, polifuncional y de alto peso molecular, con múltiples ésteres fosfato, un carboxilato, numerosos hidroxilos y enlaces amida, y un enlace tioéster que une la porción malonil a CoA.
Las características electrónicas y fisicoquímicas están dominadas por los grupos polares densamente sustituidos de la cabeza (tres funcionalidades fosfato y múltiples hidroxilos y amidas) y la región cargada del carboxilato/tioéster. La elevada área superficial polar topológica y la abundancia de donadores y aceptores de enlaces de hidrógeno hacen que la forma canónica neutra de la estructura covalente sea altamente hidrofílica en la práctica; a pH fisiológico el compuesto existe predominantemente como un anión multi-desprotonado (los estados iónicos biológicamente relevantes incluyen especies descritas como \(\ce{malonyl-CoA^{5-}}\) y estados de protonación relacionados). Como consecuencia de esta fuerte polaridad y carga formal multi-negativa en medios fisiológicos, la permeabilidad pasiva a través de membranas es baja y se requiere transporte a través de membranas o unión proteica para su distribución intracelular.
Bioquímicamente, Malonil CoA es un metabolito central y donador de dos carbonos en la biosíntesis de ácidos grasos y vías metabólicas lipídicas relacionadas. Funciona tanto como sustrato para la sintasa de ácidos grasos como regulador de la importación mitocondrial de ácidos grasos al inhibir la actividad de la carnitina O‑palmitoiltransferasa. En contextos celulares y organismo completos, está regulado estrictamente por enzimas sintéticas y degradativas (por ejemplo, acetil‑CoA carboxilasa y malonil‑CoA descarboxilasa), y alteraciones en su homeostasis se asocian con trastornos metabólicos que afectan la oxidación de ácidos grasos y el metabolismo energético. Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: EP.
Resumen molecular
Peso molecular y composición
- Fórmula molecular: \(\ce{C24H38N7O19P3S}\).
- Peso molecular (calculado): \(853.6\ \mathrm{g\,mol^{-1}}\).
- Masa exacta/monoisotópica: \(853.11560417\ \mathrm{Da}\).
- Recuento de átomos pesados: 54.
- Estenocentros definidos: 5.
La composición refleja la fusión de la unidad malonil acilo al gran armazón de CoA; los tres grupos fosfato y numerosos oxígenos aportan la mayor parte de la masa y de la superficie polar de la molécula.
Carga, polaridad y LogP
- Carga formal (canónica calculada): 0 (forma covalente neutra).
- XLogP3 calculado: \(-5.9\).
- Área superficial polar topológica (TPSA): 426.
- Donadores de enlace de hidrógeno: 10.
- Aceptores de enlace de hidrógeno: 24.
- Recuento de enlaces rotables: 22.
Interpretación: el muy negativo XLogP y la TPSA extremadamente alta identifican al Malonil CoA como un compuesto altamente soluble en agua y fuertemente polar. La combinación de múltiples grupos fosfato y carboxilato ionizables resulta en fuerte hidratación y alta capacidad de formación de enlaces de hidrógeno; en consecuencia, la lipofilicidad es muy baja y la molécula prefiere fases acuosas y asociación proteica frente a la partición en bicapas lipídicas sin transporte facilitado.
Clasificación bioquímica
- Clase estructural: acil CoA de ácidos grasos (derivados acil–CoA de ácidos grasos).
- Clase funcional: derivado de coenzima A; intermediario metabólico en biosíntesis de ácidos grasos y regulador de la oxidación de ácidos grasos.
Como derivado S‑malonil de coenzima A, el compuesto es un bloque constructivo canónico para reacciones de elongación de cadena en sistemas de sintasa de ácidos grasos y un metabolito regulador clave que vincula la actividad de la acetil‑CoA carboxilasa con el metabolismo lipídico aguas abajo.
Comportamiento químico
Estabilidad y degradación
No se cuenta con datos cuantitativos experimentales establecidos (por ejemplo, vida útil o velocidades cinéticas de hidrólisis) en el contexto de datos actual. Cualitativamente, la molécula contiene un enlace tioéster lábil y múltiples enlaces éster fosfato; estos grupos funcionales son susceptibles a la ruptura hidrolítica bajo condiciones fuertemente ácidas o básicas y a la hidrólisis enzimática bajo condiciones fisiológicas. La naturaleza voluminosa y altamente funcionalizada del armazón de CoA hace que el compuesto sea conformacionalmente flexible pero demasiado grande para la generación rutinaria de conformadores de moléculas pequeñas mediante procedimientos automáticos estándar.
Hidrólisis y transformaciones
La transformación enzimática domina la reactividad biológicamente relevante: malonil‑CoA es sustrato para descarboxilasas y transferasas. Las transformaciones principales incluyen:
- Descarboxilación enzimática para producir acetil‑CoA y dióxido de carbono, catalizada por la malonil‑CoA descarboxilasa.
- Hidrólisis del tioéster para liberar coenzima A libre y ácido malónico (o sus formas desprotonadas), ya sea enzimáticamente o bajo condiciones químicas de hidrólisis fuertes.
- Transferencia de la unidad malonil a proteínas portadoras o dominios acil portadores durante reacciones de elongación de cadena (actividades transferasas).
La degradación química no enzimática es generalmente más lenta bajo condiciones acuosas neutras y tamponadas pero aumenta bajo pH extremos o en presencia de nucleófilos que pueden atacar los ésteres fosfato o el carbonilo del tioéster.
Rol biológico
Función y rutas metabólicas
Malonil CoA es la unidad de extensión comprometida de dos carbonos en la biosíntesis de novo de ácidos grasos: se carboxila a partir de acetil‑CoA y sirve como donador de unidades de dos carbonos durante sucesivos ciclos de condensación y reducción realizados por la sintasa de ácidos grasos (y sistemas relacionados de sintasa de poliquétidos). También funciona como metabolito regulador al inhibir la actividad de la carnitina O‑palmitoiltransferasa, modulando así la captación mitocondrial de acil‑CoA de cadena larga y equilibrando la síntesis frente a la oxidación de ácidos grasos. Las asociaciones documentadas con rutas metabólicas incluyen la biosíntesis de ácidos grasos y varios trastornos metabólicos en los que está alterado el metabolismo de malonil‑CoA.
Contexto fisiológico y celular
Las localizaciones tisulares reportadas incluyen tejido adiposo, hígado, páncreas, músculo esquelético y fibroblastos. La localización celular involucra compartimentos citosólicos y microsomales para la biosíntesis, con efectos reguladores sobre la importación mitocondrial de ácidos grasos y roles en el metabolismo peroxisomal. Las concentraciones intracelulares están estrictamente reguladas por la acetil‑CoA carboxilasa (síntesis) y la malonil‑CoA descarboxilasa (degradación), y la alteración de estas enzimas modifica el flujo a través de rutas biosintéticas y catabólicas de lípidos.
Identificadores y Sinónimos
Números de Registro y Códigos
- Número CAS: 524-14-1
- Número EC (nota sobre inhibición enzimática relacionada): asociado con carnitina O‑palmitoiltransferasa (EC 2.3.1.21) en descripciones funcionales.
- El número EC para enzimas que actúan sobre el compuesto depende del contexto; los identificadores específicos de enzimas deben verificarse en bases de datos de enzimas o en la documentación del producto.
- InChI:
InChI=1S/C24H38N7O19P3S/c1-24(2,19(37)22(38)27-4-3-13(32)26-5-6-54-15(35)7-14(33)34)9-47-53(44,45)50-52(42,43)46-8-12-18(49-51(39,40)41)17(36)23(48-12)31-11-30-16-20(25)28-10-29-21(16)31/h10-12,17-19,23,36-37H,3-9H2,1-2H3,(H,26,32)(H,27,38)(H,33,34)(H,42,43)(H,44,45)(H2,25,28,29)(H2,39,40,41)/t12-,17-,18-,19+,23-/m1/s1 - InChIKey:
LTYOQGRJFJAKNA-DVVLENMVSA-N - SMILES:
CC(C)(COP(=O)(O)OP(=O)(O)OC[C@@H]1[C@H]([C@H]([C@@H](O1)N2C=NC3=C(N=CN=C32)N)O)OP(=O)(O)O)[C@H](C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)CC(=O)O)O - Identificadores adicionales reportados: UNII LNB9YCJ9F9; ChEBI CHEBI:15531; ChEMBL CHEMBL1234355; DrugBank DB04524; HMDB HMDB0001175; KEGG C00083 / C03188.
(Los identificadores anteriores se proporcionan textualmente según registros y descriptores de proveedores reportados para la sustancia.)
Sinónimos y Nombres Biológicos
Los sinónimos comunes y suministrados por el depositante incluyen (seleccionados): Malonil Coenzima A; Malonil CoA; malonil‑CoA; MALONIL COENZIMA A; CoA, Malonil; Coenzima A, Malonil; S‑Malonil‑CoA; S‑(Malonil hidrógeno) coenzima A; S‑(propanodioato hidrógeno) CoA; omega‑Carboxiacil‑CoA. Estos nombres reflejan la misma estructura covalente o convenciones de nomenclatura estrechamente relacionadas usadas en contextos bioquímicos.
Resumen de Seguridad y Manipulación
El malonil CoA es un metabolito bioquímico no volátil y de alto peso molecular típicamente suministrado como sólido o como material congelado/liofilizado por los fabricantes. Se aplican precauciones genéricas habituales para la manipulación y almacenamiento de reactivos bioquímicos de grado de laboratorio:
- Use equipo de protección personal adecuado (guantes, gafas de seguridad y bata de laboratorio) y controles de ingeniería (campana extractora o área bien ventilada) al pesar o preparar soluciones para evitar la generación de polvo y el contacto directo con la piel.
- Minimice la exposición a condiciones que aceleren la hidrólisis (pH extremos, almacenamiento acuoso prolongado) y almacene el material según lo recomendado por el proveedor; se deben seguir las condiciones específicas de almacenamiento del producto (p.ej., almacenamiento refrigerado o congelado, desecación) e información de estabilidad.
- Como con todos los reactivos bioquímicos, evite su liberación al medio ambiente y gestione los residuos conforme a los procedimientos institucionales. Para información detallada de peligros, transporte y regulación, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local.
Manipulación y Almacenamiento de Materiales Bioquímicos
Cuando se usa como estándar analítico o reactivo, la alícuotación y almacenamiento bajo condiciones inertes (baja temperatura, exclusión de humedad) reducirán la degradación por hidrólisis. Debido a que la molécula es biológicamente activa y participa en rutas metabólicas, evite la contaminación de sistemas biológicos a menos que los experimentos estén diseñados para estudiar sus efectos metabólicos. Para la adquisición y control de calidad, seleccione grados adecuados para el uso previsto (investigación, aplicaciones analíticas o clínicas) y solicite documentación de soporte (certificado de análisis) a los proveedores cuando sea necesario.
