Cofacteurs
Coenzymes de transfert
Acétyl-coenzyme A (acétyl-CoA)

Structure de l'acétyl-CoA

1. Comme son nom l'indique, l'acétyl-CoA est formé par :

• la coenzyme A ou CoA, i.e. $\ce{CoA-SH}$, synthétisée par l'organisme à partir de l'acide pantothénique (vitamine B₅),
• un groupe acétyle ($\ce{CH3-C(=O)-}$).

La liaison thioester ($\ce{R–S–CO–R'$}, entre ces deux groupes ($\ce{R-SH}$ et $\ce{RC(=O)-}$) est une liaison " riche en énergie " dont l'hydrolyse est exergonique ($\ce{\Delta G_O}$ de -31 KJ mole^-1).

2. La CoA est retrouvée dans tous les tissus, mais, en particulier, dans ceux qui ont un métabolisme énergétique actif commme le foie, le cœur, les muscles, les reins et le cerveau.

Biosynthèses de l'acétyl-CoA

L'acétyl-CoA peut être produit dans plusieurs parties de la cellule.

1. Dans la la matrice mitochondriale, i.e. production principale, il intervient dans le métabolisme énergétique.

a. Il sert d'entrée du cycle de Krebs par la décarboxylation oxydative du pyruvate issu de la glycolyse.

b. Par la β-oxydation, la dégradation des acides gras utilise la coenzyme A qui produit l'acétyl-CoA comme sous-produit (lipolyse), une partie provient des péroxysomes.

c. D'autres sont secondaires à partir :

• de l'acétate,
• de acides aminés,
• de l'éthanol.

2. Dans le cytosol, il est produit à partir du citrate via l'exportation du citrate mitochondrial par la navette citrate.

3. Dans le noyau, sa production dépend d’enzymes exprimées en fonction de l’état cellulaire ( biosynthèse dans le noyau) :

• par l'ATP-citrate lyase (ACL), à partir de du citrate,
• par ACSS2 (acétyl-CoA synthétase Short Chain2) par l'acétate.

Substrat	Lieu principal de production
Pyruvate	Mitochondrie
Citrate	Cytosol et noyau
Acétate	Cytosol, noyau, mitochondrie
Éthanol	Foie : cytosol et mitochondrie
Acides aminés	Mitochondrie
Acides gras	Mitochondrie (et peroxysome pour VLCFA)

Rôles de l'acétyl-coA

L'acétyl-CoA intervient dans de nombreuses voies métaboliques.

1. dans la respiration cellulaire et le cycle de Krebs.

• Il sert d'entrée du cycle de Krebs par la décarboxylation oxydative du pyruvate issu de la glycolyse.
• Lorsque l'acétyl-CoA entre dans le cycle de Krebs, elle produit du NADH et du FADH₂ qui sont utilisés pour générer le gradient de protons nécessaire à la phosphorylation oxydative.

3. dans la lipolyse (dégradation des lipides) :

• par la β-oxydation : Konrad Émile Bloch (1912-2000) et Féodor Lynen (1911-1979) ont reçu pour cela le prix Nobel de physiologie et de médecine en 1964,
• par la production de corps cétoniques grâce à l'acétoacétyl-CoA.

4. dans la lipogenèse, en entrant dans :

• la synthèse des acides gras grâce à l'acétyl-CoA lui-même et à la formation de malonyl-CoA par l'acétyl-CoA carboxylase (ACC),

• la synthèse du cholestérol par la voie du mévalonate (ou de l'acide mévalonique, voie isoprénoïde ou de l'HMG-CoA réductase).

5. dans la synthèse de l'acétylcholine, un neurotransmetteur clef,

6. dans l'acétylation de nombreux métabolites en tant que cofacteur et en particulier des histones.