Malonil CoA (524-14-1) Propriedades Físico-Químicas
Malonil CoA
Metabólito central acil‑CoA frequentemente utilizado como reagente bioquímico e padrão de referência em metabolismo lipídico, ensaios enzimáticos e fluxos de trabalho de engenharia metabólica.
| Número CAS | 524-14-1 |
| Família | Derivados de acil‑CoA de ácidos graxos |
| Forma Típica | Pó ou sólido cristalino |
| Graus Comuns | EP |
Malonil CoA é um derivado de coenzima A (CoA) pertencente à classe estrutural dos acil‑CoAs de ácidos graxos; quimicamente é o tioéster S‑malonil da coenzima A. A molécula acopla uma unidade acil malonil (propanoioil) à grande estrutura multifuncional da CoA que contém uma ribose 3',5'‑difosfato de adenosina, um braço de panteteína e um tiol terminal que forma a ligação tioéster. Estruturalmente, isso resulta em uma molécula oligopolar de alto peso molecular, polifuncional, apresentando múltiplos ésteres fosfato, um carboxilato, numerosos grupos hidroxila e ligações amida, além de uma ligação tioéster que conecta a porção malonil à CoA.
As características eletrônicas e físico‑químicas são dominadas pelos grupos polares densamente substituídos na cabeça (três funcionalidades fosfato e múltiplos grupos hidroxila e amida) e pela região carregada do carboxilato/tioéster. A elevada área superficial polar topológica e os abundantes doadores/aceptores de ligação de hidrogênio tornam a forma covalente canônica neutra estruturalmente altamente hidrofílica na prática; em \(\mathrm{pH}\) fisiológico o composto existe predominantemente como um ânion múltiplo desprotonado (estados iônicos biologicamente relevantes incluem espécies descritas como \(\ce{malonyl-CoA^{5-}}\) e estados de protonação relacionados). Como consequência desta forte polaridade e carga formal multinegativa em meios fisiológicos, a permeabilidade passiva através da membrana é baixa, requerendo transporte membranar ou ligação proteica para distribuição intracelular.
Bioquimicamente, Malonil CoA é um doador central de unidade com dois carbonos e metabólito regulador na biossíntese de ácidos graxos e vias metabólicas lipídicas relacionadas. Atua tanto como substrato da sintase de ácidos graxos quanto como regulador da importação mitocondrial de ácidos graxos, inibindo a atividade da carnitina O‑palmitoiltransferase. Em contextos celulares e organismos, é rigidamente controlado por enzimas sintéticas e degradativas (por ex., acetil‑CoA carboxilase e malonil‑CoA descarboxilase), e perturbações em sua homeostase estão relacionadas a distúrbios metabólicos que afetam a oxidação de ácidos graxos e o metabolismo energético. Graus comerciais comuns reportados para essa substância incluem: EP.
Resumo Molecular
Peso Molecular e Composição
- Fórmula molecular: \(\ce{C24H38N7O19P3S}\).
- Peso molecular (calculado): \(853.6\ \mathrm{g\,mol^{-1}}\).
- Massa exata/monoisotópica: \(853.11560417\ \mathrm{Da}\).
- Contagem de átomos pesados: 54.
- Estereocentros definidos: 5.
A composição reflete a fusão da unidade acil malonil à grande estrutura da CoA; os três grupos fosfato e os numerosos oxigênios contribuem com a maior parte da massa e da superfície polar da molécula.
Carga, Polaridade e LogP
- Carga formal (calculada canônica): 0 (forma covalente neutra).
- XLogP3 calculado: \(-5.9\).
- Área superficial polar topológica (TPSA): 426.
- Doadores de ligação de hidrogênio: 10.
- Aceptores de ligação de hidrogênio: 24.
- Contagem de ligações rotativas: 22.
Interpretação: o XLogP muito negativo e a TPSA extremamente alta identificam o Malonil CoA como um composto altamente solúvel em água e fortemente polar. A combinação de múltiplos grupos fosfato ionizáveis e carboxilatos resulta em forte hidratação e alta capacidade de formação de ligações de hidrogênio; consequentemente, a lipofilicidade é muito baixa e a molécula prefere fases aquosas e associação proteica em detrimento da partição em bicamadas lipídicas sem transporte facilitado.
Classificação Bioquímica
- Classe estrutural: Acil CoAs de ácidos graxos (derivados de acil–CoA de ácidos graxos).
- Classe funcional: Derivado da coenzima A; intermediário metabólico na biossíntese de ácidos graxos e regulador da oxidação de ácidos graxos.
Como derivado S‑malonil da coenzima A, o composto é um bloco estrutural canônico para reações de elongação de cadeia nos sistemas de sintase de ácidos graxos e um metabólito regulador chave que vincula a atividade da acetil‑CoA carboxilase ao metabolismo lipídico subsequente.
Comportamento Químico
Estabilidade e Degradação
Não há dados quantitativos experimentais estabelecidos sobre estabilidade (por exemplo, vida útil ou taxas cinéticas de hidrólise) disponíveis no contexto atual. Qualitativamente, a molécula contém uma ligação tioéster lábil e múltiplas ligações éster fosfato; esses grupos funcionais são suscetíveis à clivagem hidrolítica sob condições fortemente ácidas ou básicas e à hidrólise enzimática em condições fisiológicas. A estrutura volumosa e altamente funcionalizada do esqueleto da CoA torna o composto conformacionalmente flexível, porém demasiado grande para a geração rotineira de conformadores em pequenas moléculas por procedimentos automatizados padrão.
Hidrólise e Transformações
A transformação enzimática domina a reatividade biologicamente relevante: malonil‑CoA é substrato para descarboxilases e transferases. As principais transformações incluem:
- Descarboxilação enzimática para produção de acetil‑CoA e dióxido de carbono, catalisada pela malonil‑CoA descarboxilase.
- Hidrólise do tioéster para liberar coenzima A livre e ácido malônico (ou suas formas desprotonadas), enzimaticamente ou sob condições hidrolíticas químicas severas.
- Transferência da unidade malonil para proteínas transportadoras ou domínios transportadores de acila durante as reações de elongação da cadeia (atividades transferase).
A degradação química não enzimática é geralmente mais lenta em condições aquosas neutras tamponadas, mas aumenta sob pH extremo ou na presença de nucleófilos que podem atacar ésteres fosfato ou o carbonilo tioéster.
Papel Biológico
Função e Vias Metabólicas
Malonil CoA é a unidade extensor comprometida de dois carbonos na biossíntese de ácidos graxos de novo: é carboxilado a partir de acetil‑CoA e serve como doador das unidades de dois carbonos durante ciclos sucessivos de condensação e redução realizados pela sintase de ácidos graxos (e sistemas relacionados de poliqueto-sintase). Também funciona como metabólito regulador, inibindo a atividade da carnitina O‑palmitoiltransferase, modulando assim a captação mitocondrial de acil‑CoAs de cadeia longa e equilibrando síntese versus oxidação de ácidos graxos. Associações metabólicas documentadas incluem biossíntese de ácidos graxos e vários distúrbios metabólicos nos quais o metabolismo do malonil‑CoA está alterado.
Contexto Fisiológico e Celular
Locais teciduais relatados incluem tecido adiposo, fígado, pâncreas, músculo esquelético e fibroblastos. A localização celular envolve compartimentos citosólicos e microsomais para biossíntese, com efeitos regulatórios na importação mitocondrial de ácidos graxos e papéis no metabolismo peroxissomal. As concentrações intracelulares são rigidamente controladas por acetil‑CoA carboxilase (síntese) e malonil‑CoA descarboxilase (degradação), e a perturbação dessas enzimas altera o fluxo através das vias biossintéticas e catabólicas lipídicas.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
- Número CAS: 524-14-1
- Número EC (nota relacionada à inibição enzimática): associado à carnitina O-palmitoiltransferase (EC 2.3.1.21) em descrições funcionais.
- Número EC para enzimas que atuam no composto é dependente do contexto; identificadores enzimáticos específicos devem ser verificados em bases de dados de enzimas ou na documentação do produto.
- 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 - Outros identificadores de registro reportados: UNII LNB9YCJ9F9; ChEBI CHEBI:15531; ChEMBL CHEMBL1234355; DrugBank DB04524; HMDB HMDB0001175; KEGG C00083 / C03188.
(Os identificadores acima são fornecidos textualmente a partir dos registros e descritores do fornecedor reportados para a substância.)
Sinônimos e Nomes Biológicos
Sinônimos comuns e fornecidos pelo depositante incluem (selecionados): Malonil Coenzima A; Malonil CoA; malonil-CoA; MALONIL COENZIMA A; CoA, Malonil; Coenzima A, Malonil; S-Malonil-CoA; S-(Malonil de hidrogênio) coenzima A; S-(propanodioato de hidrogênio) CoA; omega-Carboxiacil-CoA. Esses nomes refletem a mesma estrutura covalente ou convenções de nomenclatura intimamente relacionadas usadas em contextos bioquímicos.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Malonil CoA é um metabólito bioquímico de alto peso molecular e não volátil, normalmente fornecido como sólido ou material congelado/liofilizado pelos fabricantes. Aplicam-se precauções genéricas típicas para manuseio e armazenamento de reagentes bioquímicos de grau laboratorial:
- Use equipamento de proteção individual apropriado (luvas, óculos de segurança e jaleco) e controles de engenharia (capela ou área bem ventilada) ao pesar ou preparar soluções para evitar geração de poeira e contato direto com a pele.
- Minimize a exposição a condições que acelerem a hidrólise (pH extremo, armazenamento aquoso prolongado) e armazene o material conforme recomendado pelo fornecedor; condições específicas de armazenamento do produto (ex.: refrigeração ou congelamento, dessecação) e informações de estabilidade devem ser seguidas.
- Como ocorre com todos os reagentes bioquímicos, evite liberação no meio ambiente e gerencie resíduos conforme procedimentos institucionais. Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
Manuseio e Armazenamento de Materiais Bioquímicos
Quando usado como padrão analítico ou reagente, a alíquota e o armazenamento sob condições inertes (baixa temperatura, exclusão de umidade) reduzirão a degradação hidrolítica. Como a molécula é biologicamente ativa e participa de vias metabólicas, evite a contaminação de sistemas biológicos, salvo se os experimentos forem projetados para estudar seus efeitos metabólicos. Para aquisição e controle de qualidade, selecione graus adequados ao uso pretendido (pesquisa, aplicações analíticas ou clínicas) e solicite documentação de suporte (certificado de análise) aos fornecedores quando necessário.
