Co je citrátová syntáza?
Enzym citrát syntáza katalyzuje první krok buněčného metabolického procesu zvaného cyklus kyseliny citronové. K tomuto procesu dochází ve většině živočišných, rostlinných a bakteriálních buněk, které produkují buněčnou energii pro život ve formě molekuly zvané ATP. Prvním krokem této řetězové reakce je, že produkty metabolismu cukru produkují látku zvanou citrát, která se dále zpracovává, aby poskytla energii. Stejně jako mnoho enzymů se musí citrát syntáza nejprve vázat na specifickou molekulu, její substrát, než se stane chemicky aktivní.
Citrát syntáza je produkována téměř ve všech typech buněk. Je to katalyzátor, který iniciuje první krok základní metabolické reakce známé jako cyklus kyseliny citronové nebo Krebsův cyklus, ke kterému dochází u všech organismů, které pro metabolismus vyžadují kyslík. Cyklus kyseliny citronové produkuje ATP, molekulu používanou k podpoře základních procesů živých buněk, jako je dýchání a reprodukce. Citrát syntáza je první enzym v dlouhém řetězci katalyzátorů pro Krebsův cyklus a vyrobené množství reguluje rychlost, kterou může celý cyklus probíhat.
Podobně jako všechny enzymy má citrát syntáza specifickou proteinovou strukturu, která jí umožňuje katalyzovat reakce. V těle existuje ve dvou samostatných stavech založených na své konformaci nebo tvaru: aktivní a neaktivní rozmanitost. Během glykolýzy byla cukrová glukóza získaná z potravy metabolizována na různé chemikálie, včetně dvou molekul acetátu, které pomáhají iniciovat Krebsův cyklus. Když se váže na molekulu oxaloacetátu, citrát syntáza mění svou konformaci a otevírá na svém povrchu oblast, na kterou se acetyl-CoA váže.
Mechanismus citrát syntázy vyžaduje aktivaci, ke které dochází, když se váže na sloučeninu nazývanou její substrát, v tomto případě oxaloacetát, v procesu zvaném indukované fit. Neaktivní konformace citrát syntázy je známá jako její otevřená forma. Stejně jako jiné proteiny je tento enzym tvořen mnoha molekulami aminokyselin. Když se váže na oxaloacetát, změní se tvar, protože určité aminokyseliny jsou spojeny dohromady, uzavírají se a vytvářejí kolem kruhu nějaký druh kruhu. Tato uzavřená forma je aktivační tvar, který umožňuje pokračování cyklu kyseliny citronové.
Jakmile se enzym naváže na acetyl-CoA, připojí část acetylových molekul k oxaloacetátu a současně chemicky odstraní sekci CoA. Převedená část, acetátová molekula se dvěma atomy uhlíku, se pak váže na oxaloacetát, čímž se syntetizuje nová sloučenina s šesti atomy uhlíku zvaná citrát. Tato reakce umožňuje, aby se atomy uhlíku ve sloučeninách pohybovaly dále v cyklu kyseliny citronové ve snadno transportovatelné molekule, kde se budou účastnit řady metabolických transformací, při nichž buňka generuje více ATP.