Hvad er Citrate Synthase?
Enzymet citratsynthase katalyserer det første trin i en cellulær metabolisk proces kaldet citronsyrecyklus. Denne proces forekommer i størstedelen af dyre-, plante- og bakterieceller og producerer cellulær energi for livet i form af et molekyle kaldet ATP. Det første trin i denne kædereaktion bruger produkterne fra sukkermetabolisme til at producere et stof kaldet citrat, som derefter videreforarbejdes for at give energi. Som mange enzymer skal citratsynthase først binde til et specifikt molekyle, dets substrat, inden det bliver kemisk aktivt.
Citratsynthase produceres i næsten enhver celletype. Det er katalysatoren, der indleder det første trin i den basale metabolske reaktion kendt som citronsyrecyklus eller Krebs-cyklus, som forekommer i alle organismer, der kræver ilt til metabolisme. Citronsyrecyklus producerer ATP, et molekyle, der bruges til at brænde de grundlæggende processer i levende celler, som respiration og reproduktion. Citratsynthase er det første enzym i den lange kæde af katalysatorer til Krebs-cyklussen, og den producerede mængde regulerer hastigheden, med hvilken hele cyklussen kan fortsætte.
Som alle enzymer har citratsynthase en specifik proteinstruktur, der sætter den i stand til at katalysere reaktioner. Det findes i kroppen i to separate tilstande baseret på dets konformation eller form: en aktiv og inaktiv sort. Under glykolyse er sukkerglukosen, der stammer fra mad, blevet metaboliseret til forskellige kemikalier, herunder to molekyler af acetat, der hjælper med at starte Krebs-cyklus. Når bundrat af et molekyle oxaloacetat, ændrer citratsynthase dens konformation og åbner et område på dens overflade, som acetyl-CoA binder til.
Mekanismen for citratsynthase kræver aktivering, der opstår, når den binder til en forbindelse, der kaldes dens underlag, i dette tilfælde oxaloacetat, i en proces, der kaldes en induceret pasform. Den inaktive konformation af citratsynthase er kendt som dens åbne form. Ligesom andre proteiner består dette enzym af mange molekyler af aminosyrer. Når det binder til oxaloacetat, ændres formen, efterhånden som visse aminosyrer bindes sammen, lukker op og danner en slags cirkel omkring underlaget. Denne lukkede form er aktiveringsformen, der gør det muligt for citronsyrecyklus at fortsætte.
Når enzymet først er bundet til acetyl-CoA, fastgør det en del af acetylmolekylerne til oxaloacetat, mens den samtidig fjerner CoA-sektionen kemisk. Den overførte del, et acetatmolekyle med to kulhydrater, bindes derefter til oxaloacetat, hvor man syntetiserer en ny seks-carbonforbindelse kaldet citrat. Denne reaktion gør det muligt at bevæge kulstofatomerne i forbindelserne videre ned i citronsyrecyklussen i et let transportabelt molekyle, hvor de vil deltage i en række metaboliske transformationer, hvorved cellen genererer mere ATP.