Qu'est-ce que la citrate synthase?
L'enzyme citrate synthase catalyse la première étape d'un processus métabolique cellulaire appelé cycle de l'acide citrique. Ce processus se produit dans la majorité des cellules animales, végétales et bactériennes, produisant de l'énergie cellulaire pour la vie, sous la forme d'une molécule appelée ATP. La première étape de cette réaction en chaîne utilise les produits du métabolisme du sucre pour produire une substance appelée citrate, qui est ensuite traitée pour donner de l'énergie. Comme beaucoup d'enzymes, la citrate synthase doit d'abord se lier à une molécule spécifique, son substrat, avant de devenir chimiquement active.
La citrate synthase est produite dans presque tous les types de cellules. C’est le catalyseur qui déclenche la première étape de la réaction métabolique basique appelée cycle de l’acide citrique ou cycle de Krebs, qui se produit chez tous les organismes qui ont besoin d’oxygène pour leur métabolisme. Le cycle de l'acide citrique produit l'ATP, une molécule utilisée pour alimenter les processus de base des cellules vivantes, comme la respiration et la reproduction. La citrate synthase est la première enzyme de la longue chaîne de catalyseurs pour le cycle de Krebs, et la quantité produite régule la vitesse à laquelle tout le cycle peut se dérouler.
Comme toutes les enzymes, la citrate synthase a une structure protéique spécifique qui lui permet de catalyser les réactions. Il existe dans le corps deux états distincts en fonction de sa conformation ou de sa forme: une variété active et une variété inactive. Au cours de la glycolyse, le sucre, dérivé des aliments, a été métabolisé en divers produits chimiques, notamment deux molécules d’acétate qui aident à initier le cycle de Krebs. Une fois liée par une molécule d'oxaloacétate, la citrate synthase change de conformation et ouvre une région à sa surface à laquelle l'acétyl-CoA se lie.
Le mécanisme de la citrate synthase nécessite une activation, ce qui se produit lorsqu’il se lie à un composé appelé son substrat, en l’occurrence l’oxaloacétate, dans un processus appelé ajustement induit. La conformation inactive de la citrate synthase est appelée forme ouverte. Comme d'autres protéines, cette enzyme est composée de nombreuses molécules d'acides aminés. Quand il se lie à l'oxaloacétate, la forme est modifiée car certains acides aminés sont liés, se fermant et formant une sorte de cercle autour du substrat. Cette forme fermée est la forme d'activation qui permet au cycle de l'acide citrique de se poursuivre.
Une fois que l'enzyme s'est liée à l'acétyl-CoA, elle attache une partie des molécules d'acétyle à l'oxaloacétate, tout en éliminant chimiquement la section de CoA. La partie transférée, une molécule d’acétate à deux atomes de carbone, est ensuite liée à l’oxaloacétate, synthétisant un nouveau composé à six carbones appelé citrate. Cette réaction permet de déplacer les atomes de carbone dans les composés plus loin dans le cycle de l'acide citrique dans une molécule facilement transportable, où ils participeront à une série de transformations métaboliques par lesquelles la cellule génère plus d'ATP.