Hva er Citrate Synthase?

Enzymet sitratsyntase katalyserer det første trinnet i en cellulær metabolsk prosess som kalles sitronsyresyklus. Denne prosessen skjer i flertallet av dyre-, plante- og bakterieceller, og produserer celleenergi for livet, i form av et molekyl kalt ATP. Det første trinnet i denne kjedereaksjonen bruker produktene fra sukkermetabolisme til å produsere et stoff som kalles citrat, som deretter videreforedles for å gi energi. Som mange enzymer, må sitratsyntase først binde seg til et spesifikt molekyl, dets underlag, før det blir kjemisk aktivt.

Citratsyntase produseres i nesten alle celletyper. Det er katalysatoren som setter i gang det første trinnet i den grunnleggende metabolske reaksjonen kjent som sitronsyresyklusen eller Krebs-syklusen, som forekommer i alle organismer som trenger oksygen for metabolisme. Sitronsyresyklusen produserer ATP, et molekyl som brukes til å drivstoff med de grunnleggende prosessene i levende celler, som respirasjon og reproduksjon. Citratsynthase er det første enzymet i den lange kjeden av katalysatorer for Krebs-syklusen, og mengden som produseres regulerer hastigheten som hele syklusen kan fortsette med.

Som alle enzymer har sitratsyntase en spesifikk proteinstruktur som gjør det mulig å katalysere reaksjoner. Det eksisterer i kroppen i to separate tilstander basert på dets form eller form: en aktiv og inaktiv variant. Under glykolyse er sukkerglukosen, avledet fra mat, blitt metabolisert til forskjellige kjemikalier, inkludert to molekyler med acetat som hjelper til å starte Krebs-syklusen. Når den er bundet av et molekyl av oksaloacetat, endrer sitratsyntase sin konformasjon og åpner et område på overflaten som acetyl-CoA binder seg til.

Mekanismen til sitratsyntase krever aktivering, som skjer når den binder seg til en forbindelse som kalles dens underlag, i dette tilfellet oksaloacetat, i en prosess som kalles en indusert passform. Den inaktive konformasjonen av sitratsyntase er kjent som dens åpne form. Som andre proteiner består dette enzymet av mange molekyler av aminosyrer. Når den binder seg til oksaloacetat, endres formen etter hvert som visse aminosyrer er koblet sammen, lukker seg opp og danner en slags sirkel rundt underlaget. Denne lukkede formen er aktiveringsformen som gjør at sitronsyresyklusen kan fortsette.

Når enzymet har bundet seg til acetyl-CoA, fester det en del av acetylmolekylene til oksaloacetat, samtidig som den fjerner CoA-delen kjemisk. Den overførte delen, et acetatmolekyl med to karbonatomer, blir deretter bundet til oksaloacetat og syntetiserer en ny seks-karbonforbindelse kalt citrat. Denne reaksjonen gjør det mulig å flytte karbonatomene i forbindelsene lenger ned i sitronsyresyklusen i et lett transportabelt molekyl, hvor de vil ta del i en serie metabolske transformasjoner som cellen genererer mer ATP.