Che cos'è il citrato sintasi?
L'enzima citrato sintasi catalizza il primo passo di un processo metabolico cellulare chiamato ciclo dell'acido citrico. Questo processo si verifica nella maggior parte delle cellule animali, vegetali e batteriche, producendo energia cellulare per la vita, sotto forma di una molecola chiamata ATP. Il primo passo di questa reazione a catena utilizza i prodotti del metabolismo dello zucchero per produrre una sostanza chiamata citrato, che viene quindi ulteriormente elaborata per produrre energia. Come molti enzimi, il citrato sintasi deve prima legarsi a una molecola specifica, al suo substrato, prima di diventare chimicamente attivo.
Il citrato sintasi è prodotto in quasi tutti i tipi di cellule. È il catalizzatore che avvia la prima fase della reazione metabolica di base nota come ciclo dell'acido citrico o ciclo di Krebs, che si verifica in tutti gli organismi che richiedono ossigeno per il metabolismo. Il ciclo dell'acido citrico produce ATP, una molecola utilizzata per alimentare i processi di base delle cellule viventi, come la respirazione e la riproduzione. Il citrato sintasi è il primo enzima nella lunga catena di catalizzatori per il ciclo di Krebs e la quantità prodotta regola la velocità con cui l'intero ciclo può procedere.
Come tutti gli enzimi, la citrato sintasi ha una struttura proteica specifica che gli consente di catalizzare le reazioni. Esiste nel corpo in due stati separati in base alla sua conformazione o forma: una varietà attiva e inattiva. Durante la glicolisi, il glucosio dello zucchero, derivato dal cibo, è stato metabolizzato in varie sostanze chimiche, tra cui due molecole di acetato che aiutano ad avviare il ciclo di Krebs. Se legato da una molecola di ossaloacetato, la citrato sintasi cambia la sua conformazione e apre una regione sulla sua superficie a cui si lega l'acetil-CoA.
Il meccanismo della citrato sintasi richiede l'attivazione, che si verifica quando si lega a un composto chiamato suo substrato, in questo caso ossaloacetato, in un processo chiamato adattamento indotto. La conformazione inattiva della citrato sintasi è nota come sua forma aperta. Come altre proteine, questo enzima è composto da molte molecole di aminoacidi. Quando si lega all'ossaloacetato, la forma cambia quando alcuni aminoacidi sono collegati tra loro, chiudendosi e formando una sorta di cerchio attorno al substrato. Questa forma chiusa è la forma di attivazione che consente al ciclo dell'acido citrico di procedere.
Una volta che l'enzima si è legato all'acetil-CoA, si attacca una porzione delle molecole di acetile all'ossaloacetato, rimuovendo allo stesso tempo chimicamente la sezione CoA. La parte trasferita, una molecola di acetato con due carboni, viene quindi legata all'ossaloacetato, sintetizzando un nuovo composto a sei atomi di carbonio chiamato citrato. Questa reazione consente agli atomi di carbonio nei composti di spostarsi ulteriormente lungo il ciclo dell'acido citrico in una molecola facilmente trasportabile, dove prenderanno parte a una serie di trasformazioni metaboliche mediante le quali la cellula genera più ATP.