acetil CoA (72-89-9) Propriedades Físicas e Químicas
acetil CoA
Cofator metabólico central e doador de acetil comumente utilizado como substrato e padrão analítico em enzimologia, metabolômica e P&D bioquímico.
| Número CAS | 72-89-9 |
| Família | Acila-CoAs (derivados de CoA) |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino |
| Qualidades Comuns | BP, EP, JP |
Acetil CoA é um tioéster acila-CoA: o grupo acetil está ligado à coenzima A por meio de um tioéster S-acetil na sulfidrila da panteteína. Estruturalmente, combina um grupo 3′-fosfoadenosina difosfato, um braço de panteteína e a ligação tioéster acetil, produzindo uma molécula multifuncional, altamente polar, com múltiplos grupos fosfato ionizáveis e funcionalidades capazes de formar ligações de hidrogênio. A molécula contém múltiplos centros estereogênicos e funcionalidades densas (grupos hidroxila, ligações amídicas, grupos fosfoéster e base purínica) que determinam tanto a reatividade (labilidade do tioéster e transferência de acetil) quanto o reconhecimento proteico/enzimático.
Características eletrônicas e fisicoquímicas incluem uma grande área superficial polar topológica e numerosos doadores e aceitadores de ligação de hidrogênio, conferindo alta solubilidade aquosa e lipofilicidade intrínseca muito baixa. Em pH fisiológico, os grupos fosfato estão desprotonados e as formas conjugadas são altamente aniônicas, de modo que o transporte celular e a passagem pela membrana são mediados por proteínas transportadoras e sistemas enzimáticos, em vez de difusão passiva. Quimicamente, o sítio reativo principal é a ligação tioéster: ela é cineticamente ativada para ataque nucleofílico e trans-acilação, porém termodinamicamente estabilizada nos sítios ativos enzimáticos; os grupos fosfoéster e ribose são estáveis sob condições brandas, mas suscetíveis à hidrólise ou clivagem enzimática sob condições químicas agressivas.
No metabolismo e na biotecnologia, acetil CoA é um centro metabólico crucial: serve como doador de acetil em vias biossintéticas (síntese de ácidos graxos e esteróis), é o doador de dois carbonos que entra no ciclo do ácido tricarboxílico (via citrato sintase) e funciona como agente acetilante para modificações pós-traducionais de proteínas (ex.: acetilação de lisina). As qualidades comerciais comuns relatadas para esta substância incluem: BP, EP, JP.
Visão Molecular
Massa Molecular e Composição
- Fórmula molecular: C23H38N7O17P3S
- Massa molecular (reportada): \(809.6\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\)
- Massa exata / monoisotópica: \(809.12577494\,\mathrm{Da}\)
- Contagem de átomos pesados: 51
- Complexidade estrutural (calculada): 1380
- Centros estereogênicos definidos: 5
- Descrição física (experimental): Sólido
Estes valores refletem o esqueleto completo da coenzima A que possui três grupos fosfato, um nucleosídeo adenina e o braço panteteína acetilado; a massa molecular elevada e a contagem de átomos pesados são consistentes com um cofator metabolito de tamanho grande.
Carga, Polaridade e LogP
- XLogP3 calculado: -5.6 (adimensional)
- Área superficial polar topológica (TPSA): \(389\,\text{Å}^2\)
- Doadores de ligação de hidrogênio: 9
- Aceitadores de ligação de hidrogênio: 22
- Ligações rotativas: 20
- Carga formal (representação do modelo): 0
Embora a carga formal modelada seja reportada como 0 na representação canônica, a molécula contém múltiplos grupos fosfato ionizáveis; sob condições fisiológicas, acetil CoA existe predominantemente em formas aniônicas com carga negativa substancial localizada nos oxigênios fosfato. O XLogP muito negativo e a grande TPSA indicam forte solubilidade aquosa, hidratação extensa e baixa permeabilidade passiva à membrana; essas propriedades explicam a dependência de proteínas transportadoras e transporte mediado por enzimas para a distribuição intracelular.
Classificação Bioquímica
- Classificação (classe química): Ácidos graxos acilados → Ésteres graxos → Acila-CoAs graxos
- Classe funcional: doador de acil; coenzima; metabólito; efetor
Acetil CoA é o protótipo de acila-CoA de cadeia curta: funciona enzimaticamente como doador ativado de acetil em reações transferase e como a unidade central de dois carbonos em vias catabólicas e anabólicas. O braço panteteína fornece o elo flexível que posiciona o tioéster para a catálise enzimática.
Comportamento Químico
Estabilidade e Degradação
A ligação tioéster (S-acetil) é o principal sítio quimicamente lábil. Tioésteres são mais susceptíveis a ataques nucleofílicos e hidrólise do que ésteres ou amidas correspondentes; por consequência, acetil CoA é quimicamente lábil em solução aquosa em relação a derivados totalmente esterificados. A instabilização hidrolítica é acelerada em condições alcalinas e na presença de nucleófilos ou íons metálicos catalíticos. Sistemas enzimáticos (tioesterases e transferases) catalisam clivagem ou transferência em condições fisiológicas, e degradação não enzimática pode ocorrer durante armazenamento prolongado em soluções aquosas ou exposição a temperaturas elevadas. Modificação oxidativa do átomo de enxofre (formação de sulfóxido ou sulfona) é uma via potencial de degradação sob condições oxidantes, mas requer oxidantes mais fortes do que os usados em manuseio rotineiro aquoso.
Hidrólise e Transformações
- A principal transformação não enzimática é a hidrólise do tioéster para produzir acetato (ou produtos derivados do acil) e coenzima A livre.
- Transferência de acetil (trans-acilação) para nucleófilos (aminas, hidroxilas, tióis) é a reatividade fundamental explorada por acetiltransferases em sistemas biológicos; acetilação não enzimática de alvos fortemente nucleofílicos pode ocorrer sob condições ativadoras.
- As ligações fosfoéster (adenosina difosfato e fosfato 3′) são quimicamente robustas em pH neutro, mas podem hidrolisar sob condições fortemente ácidas ou básicas ou na presença de fosfatases.
- Conversões enzimáticas incluem condensação com oxaloacetato (citrato sintase), formação de malonil-CoA (acetil-CoA carboxilase) e participação em numerosas reações de transacilação e descarboxilação.
Não são fornecidas taxas numéricas de hidrólise experimentalmente estabelecidas no contexto atual dos dados.
Papel Biológico
Função e Vias Metabólicas
Acetil CoA é um intermediário metabólico central e doador de acetil. Suas principais funções biológicas incluem:
- Entrada das unidades acetil no ciclo do ácido tricarboxílico (TCA) via condensação com oxaloacetato para formar citrato.
- Servir como bloco de construção de dois carbonos na biossíntese de ácidos graxos e esteróis.
- Atuar como doador do grupo acetil em reações enzimáticas e não enzimáticas de acetilação, incluindo a acetilação de lisina em proteínas, que modula atividade enzimática e regulação gênica.
- Participação na oxidação catabólica de ácidos graxos e no metabolismo de diversos aminoácidos através de intermediários acila-CoA.
Esses papéis são mediados por uma ampla variedade de enzimas e complexos proteicos que reconhecem o esqueleto da coenzima A e catalisam transferência de acila ou formação de ligações carbono-carbono.
Contexto Fisiológico e Celular
Locais tissulares documentados incluem: Tecido Adiposo, Cérebro, Plaquetas, Próstata, Músculo Esquelético, Baço.
Locais celulares relatados incluem: Citoplasma, Retículo endoplasmático, Extracelular, Complexo de Golgi, Membrana, Mitocôndrias, Núcleo, Peroxissomo.
A distribuição subcelular reflete a compartimentalização funcional: a acetil-CoA mitocondrial está principalmente ligada ao metabolismo oxidativo, enquanto os pools citosólicos e nucleares são usados para acetilação biossintética e para regulação da expressão gênica via acetilação de histonas. O transporte e a troca entre compartimentos são mediados por transportadores específicos e sistemas metabólicos de transporte.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número CAS: 72-89-9
- Número EC: 200-790-9
- UNII: 76Q83YLO3O
- ChEBI: CHEBI:15351
- ChEMBL: CHEMBL1230809
- ID DSSTox da Substância: DTXSID30992686
- HMDB: HMDB0001206
- ID KEGG: C00024
- ID LIPID MAPS: LMFA07050281
- ID Metabolomics Workbench: 50043
- Código NCI Thesaurus: C199
- Número Nikkaji: J1.124.268E
- ID PharmGKB: PA166178658
- ID ligante Pharos: 3X8AK4LDLTKN
- Wikidata: Q715317
Identificadores estruturais:
- SMILES: CC(=O)SCCNC(=O)CCNC(=O)C@@HO
- InChI: InChI=1S/C23H38N7O17P3S/c1-12(31)51-7-6-25-14(32)4-5-26-21(35)18(34)23(2,3)9-44-50(41,42)47-49(39,40)43-8-13-17(46-48(36,37)38)16(33)22(45-13)30-11-29-15-19(24)27-10-28-20(15)30/h10-11,13,16-18,22,33-34H,4-9H2,1-3H3,(H,25,32)(H,26,35)(H,39,40)(H,41,42)(H2,24,27,28)(H2,36,37,38)/t13-,16-,17-,18+,22-/m1/s1
- InChIKey: ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N
Sinônimos e Nomes Biológicos
Sinônimos comuns e depositados em listas de identificadores incluem (strings exatas selecionadas):
- Acetil coenzima A
- Acetil CoA
- Acetil-CoA
- ACETIL COENZIME A
- acetil-CoA
- S-Acetil coenzima A
- CoA, Acetil
- S-acetil-CoA
- S-acetil-coenzima A
- AcCoA
- Coenzima A, S-acetato
- Acetyl CoALi3 . 3H2O
- ac-CoA
(Sinônimos adicionais fornecidos pelo depositante e nomes sistemáticos estão registrados nos metadados dos identificadores.)
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Manuseio e Armazenamento de Materiais Bioquímicos
- Manuseio geral: Trate a acetil-CoA como um reagente bioquímico lábil. Devido à ligação tioéster ativada, ela é suscetível à hidrólise e transferência de acetil não enzimática; minimize a exposição a soluções aquosas em pH elevado, evite incubação prolongada à temperatura ambiente e reduza o número de ciclos de congelamento e descongelamento. Use equipamento de proteção individual adequado (luvas, proteção ocular, avental de laboratório) e adote procedimentos para conter aerossóis e derramamentos.
- Armazenamento: Preserve a integridade do material armazenando em condições secas e frias, minimizando a exposição à umidade e oxidantes; armazenamento liofilizado ou resfriado sob atmosfera inerte reduz degradação hidrolítica e oxidativa. A forma exata de armazenamento (sal, hidrato) e as condições devem seguir as orientações do fornecedor ou específicas para cada lote.
- Descarte e descontaminação: Descarte resíduos aquosos e sólidos conforme os procedimentos institucionais de biossegurança e segurança química para reagentes biologicamente ativos. A desativação por diluição completa e hidrólise enzimática ou química sob condições controladas é prática padrão para pequenas quantidades antes do descarte.
- Regulamentação e transporte: Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (SDS) específica do produto e a legislação local.
Não há classificação de perigo específica experimentalmente estabelecida, códigos GHS, números de transporte ou pontos de temperatura de armazenamento fornecidos no contexto atual dos dados.
