Coenzima A

Qué es la coenzima A

La coenzima A es una molécula compleja formada por tres componentes ensamblados: un nucleótido de adenosina 3',5'-difosfato, una unidad de ácido pantoténico y un residuo de cisteamina (también llamada β-mercaptoetilamina). El punto funcionalmente decisivo de la molécula es el grupo sulfhidrilo (-SH) terminal de la cisteamina: es ahí donde se anclan los grupos acilo mediante un enlace tioéster, y es ese enlace el que confiere al compuesto su reactividad bioquímica característica.

La «A» del nombre no alude a la adenosina ni al ácido pantoténico, como podría suponerse. Fritz Lipmann, el bioquímico germano-estadounidense que la descubrió, eligió esa letra como abreviatura de «activación de acetato» (acetate Activation), porque el hallazgo se produjo mientras investigaba el mecanismo por el que las células activan el grupo acetilo. La entrada acetil-CoA del Diccionario desarrolla con detalle la historia de ese descubrimiento y del Premio Nobel de 1953.

El ácido pantoténico, columna vertebral de la molécula, recibe su nombre del griego πάντοθεν (pántothen, «de todas partes»), porque los investigadores que lo aislaron a finales de los años treinta lo encontraron distribuido en prácticamente todos los alimentos analizados. Esa ubicuidad nutricional hace que el déficit puro de vitamina B5 sea una rareza clínica en la práctica médica habitual.

Transporte de grupos acilo

La función bioquímica de la coenzima A se resume en una sola palabra: acarreo. La molécula carga un grupo acilo en su sulfhidrilo terminal, lo transporta al sitio enzimático que lo necesita y lo cede, quedando libre (en forma de CoASH) para iniciar un nuevo ciclo de carga. Los acilos que transporta van desde el acetilo de dos carbonos hasta ácidos grasos de cadena larga o muy larga, e incluyen también grupos como el succinilo (cuatro carbonos) o el malonilo (tres carbonos).

Esa versatilidad se debe a la química del enlace tioéster. La energía libre de hidrólisis de un tioéster ronda los −31 a −32 kJ/mol, un valor comparable al del enlace fosfoanhídrido terminal del ATP. La consecuencia práctica es que el grupo acilo unido a la CoA está «activado»: su transferencia a otra molécula aceptora resulta termodinámicamente favorable, lo que permite empujar reacciones que de otro modo no avanzarían con facilidad. Pocas coenzimas igualan esa doble condición de versatilidad química y rendimiento energético.

Rutas metabólicas en las que participa

Cuando el piruvato procedente de la glucólisis entra en la mitocondria, la piruvato deshidrogenasa lo descarboxila y une el fragmento resultante de dos carbonos a la CoA, generando acetil-CoA. Esa reacción representa la puerta de entrada al ciclo de Krebs y, con ella, a la producción aeróbica de energía. En la beta-oxidación de los ácidos grasos, la CoA recibe sucesivos fragmentos de dos carbonos conforme la cadena lipídica se va recortando. Y en la biosíntesis de ácidos grasos la molécula interviene por partida doble: primero como acetil-CoA y después como malonil-CoA (el producto de la carboxilación del acetil-CoA), que es el verdadero ladrillo con el que la sintasa de ácidos grasos construye las cadenas lipídicas en el citosol.

Fuera del metabolismo energético clásico, la CoA aporta el esqueleto para la síntesis de colesterol y de todos los compuestos que derivan de él (hormonas esteroideas, ácidos biliares, vitamina D), para la formación de cuerpos cetónicos en el hígado durante el ayuno y para la acetilación de proteínas. El acetil-CoA nuclear acetila residuos de lisina en las histonas, modificando la estructura de la cromatina y, con ello, la expresión génica.

Preguntas frecuentes

¿De dónde procede la coenzima A en el organismo?

Se sintetiza intracelularmente en cinco pasos enzimáticos a partir de ácido pantoténico (vitamina B5), cisteína y ATP. El hígado, el riñón y el corazón son los tejidos con mayor capacidad de síntesis. El ácido pantoténico se obtiene de la dieta y está tan extendido en los alimentos que su carencia aislada resulta muy infrecuente en la clínica humana.

¿Es lo mismo coenzima A que acetil-CoA?

No. La coenzima A es el transportador vacío, con el grupo sulfhidrilo libre. Cuando ese sulfhidrilo se une a un grupo acetilo mediante enlace tioéster, el compuesto resultante es el acetil-CoA. El acetil-CoA es, por tanto, uno de los muchos tioésteres que la coenzima A puede formar, y el más estudiado de todos ellos.

¿Qué proporción del metabolismo celular depende de la coenzima A?

Aproximadamente el 4 % de todas las enzimas catalogadas la utilizan como cofactor, según estimaciones clásicas. Algunos autores consideran que la cifra real es mayor, porque muchas enzimas que requieren CoA no están aún completamente caracterizadas. Sea cual sea el número exacto, pocas coenzimas participan en un abanico tan amplio de reacciones.

Referencias

1. Leonardi R, Zhang YM, Rock CO, Jackowski S. Coenzyme A: back in action. Prog Lipid Res. 2005;44(2-3):125-153.
2. The Nobel Prize Organisation. Fritz Lipmann: Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953.
3. National Institutes of Health, Office of Dietary Supplements. Pantothenic Acid: Fact Sheet for Health Professionals.
4. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Ácido pantoténico y biotina. MedlinePlus en español.