Cofacteurs
Coenzymes de transfert
Acyl-coenzyme A (acyl-CoA) : transport et rôles

$\ce{R-COOH + HSCoA}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{R-CO-S-CoA + H2O}$

Transport des acyl-CoA

Passage dans la mitochondrie

Les acyl-CoA doivent pénétrer dans la mitochondrie, mais ils sont :

• volumineux, i.e. de l’ordre de 0,8 à plus de 1kD, selon la longueur de la chaîne d’acides gras,
• amphipathiques, i.e. hydrophile par CoA et hydrophobe par la chaîne d'acide gras,
• chargés, i.e. par les groupes phosphate et les groupe carboxyles ($\ce{-C(=O)OH}$ du pantothénate.

1. Ils pénètrent à travers la membrane mitochondriale externe (OMM), comme la plupart des autres ions et les petites molécules, via un mécanisme de diffusion passive, i.e. qui ne consomme pas d'énergie et les molécules traversent selon le sens du gradient électrochimique (driving force), grâce au VDAC (Voltage Dependent Anion Channel).

2. Ils ne peuvent traverser la membrane mitochondriale interne (IMM) que suivant plusieurs mécanismes dépendant de la longueur de la chaîne d’acide gras.

a. L'acétyl-CoA ne pénètre pas dans la mitochondrie, mais utilise la navette citrate.

• S’il est produit dans le cytosol par ATP-citrate lyase, il reste dans le cytosol pour la synthèse des acides gras, du cholestérol ou d’autres processus anaboliques.
• S’il est nécessaire dans la mitochondrie, il est généré dans la mitochondrie même, par exemple, à partir du pyruvate via la pyruvate déshydrogénase (PDH), à partir des acides gras via l'étape 4 de la β-oxydation ou à partir de certains acides aminés cétogènes.

b. Les acides gras moyens (C5-C12) peuvent diffuser librement, puis être activés dans la matrice par une acyl-CoA synthétase mitochondriale.

c. Les acyl-gras à longue chaïne > C12 utilisent la navette carnitine.

2. Le transport des acyl-CoA vers les peroxysomes ou le réticulum endoplasmique (RE) nécessite des transporteurs ABC, en particulier ABCD, qui sont des demi-transporteurs (TMD-NBD).

3. Dans le cytosol, les acyl-CoA sont transportés par les protéines ACBP ou acyl-CoA binding proteins (Acyl-CoA-binding protein (ACBP): a phylogenetically conserved appetite stimulator 2020).

• Elles les protègent de la dégradation ou d'interactions non spécifiques.
• Les acyl-CoA sont hautement réactifs par leur liaison thioester énergétique, et peuvent être toxiques en concentration libre.
• En outre, les ACBP facilitent le ciblage enzymatique en transportant les acyl-CoA aux enzymes spécifiques du métabolisme lipidique.

Rôles des acyl-CoA

Nous ne pouvons pas décrire tous les rôles des différents acyl-CoA.

Nous résumons les principaux acyl-CoA avec leurs rôles biologiques dans un tableau dont le rôle global est l'activation des acides gras pour servir d'ntermédiaire central dans le métabolisme lipidique.

Nom	Chaîne (carbones)	Localisation principale	Rôle biologique
Acétyl-CoA	C2	Mitochondrie Cytosol Noyau	Entrée du cycle de Krebs, Synthèses des acides gras, cholestérol, corps cétoniques Acétylation des protéines
Propionyl-CoA	C3	Mitochondrie	Dégradation des acides aminés et acides gras impairs Précurseur du succinyl-CoA
Malonyl-CoA	C3 (avec CO₂)	Cytosol	Donneur de 2C pour la synthèse des acides gras Inhibiteur de la CPT-I (régule la β-oxydation)
Butyryl-CoA	C4	Mitochondrie (foie)	Cétogenèse Intermédiaire dans la β-oxydation
Acétoacétyl-CoA	C4	Mitochondrie Cytosol Peroxysome	Cétogenèse (foie) Dégradation des acides aminés cétogènes Synthèse cholestérol (voie mélavonate) β-oxydation partielle des acides gras à très longue chaîne
Succinyl-CoA	C4 (voie mélavonate)	Mitochondrie	Cycle de Krebs, Synthèse des porphyrines et de l'hème Métabolisme des acides aminés (dégradation des aa glucoformateurs)
Palmitoyl-CoA	C16	Cytosol Mitochondrie	Substrat de la β-oxydation Substrat de la synthèse de lipides (sphingolipides) Allongement des lipides
Stéaroyl-CoA	C18	Cytosol Mitochondrie	Même rôle que palmitoyl-CoA pour les C18 Synthèse de triglycérides et phospholipides (désaturation)
Long-chain acyl-CoA (LCFA-CoA)	C12–C20	Cytosol Mitochondrie Réticulum endoplasmique (RE)	Activation des acides gras pour β-oxydation Synthèse de lipides
Very-long-chain acyl-CoA (VLCFA-CoA)	> C20	Peroxysome	β-oxydation partielle des acides gras à très longue chaîne
Arachidonoyl-CoA	C20:4 (PUFA)	Cytosol	Précurseur de l’arachidonate libre Synthèse des eicosanoïdes (prostaglandines, leucotriènes)