Что такое цитрат-синтаза?

Фермент цитрат-синтаза катализирует первую стадию клеточного метаболического процесса, называемого циклом лимонной кислоты. Этот процесс происходит в большинстве клеток животных, растений и бактерий, производящих клеточную энергию для жизни, в форме молекулы, называемой АТФ. На первом этапе этой цепной реакции продукты метаболизма сахара используются для производства вещества под названием цитрат, которое затем подвергается дальнейшей обработке для получения энергии. Как и многие ферменты, цитрат-синтаза должна сначала связываться с определенной молекулой, ее субстратом, прежде чем стать химически активной.

Цитрат-синтаза вырабатывается практически в каждом типе клеток. Именно катализатор инициирует первую стадию основной метаболической реакции, известной как цикл лимонной кислоты или цикл Кребса, который происходит во всех организмах, которым для метаболизма необходим кислород. Цикл лимонной кислоты вырабатывает АТФ, молекулу, используемую для питания основных процессов живых клеток, таких как дыхание и размножение. Цитратсинтаза является первым ферментом в длинной цепочке катализаторов цикла Кребса, и количество, которое производится, регулирует скорость, с которой может протекать весь цикл.

Как и все ферменты, цитрат-синтаза имеет специфическую структуру белка, которая позволяет ей катализировать реакции. Он существует в теле в двух отдельных состояниях, основанных на его конформации или форме: активное и неактивное разнообразие. Во время гликолиза сахарная глюкоза, полученная из пищи, метаболизируется в различные химические вещества, включая две молекулы ацетата, которые помогают инициировать цикл Кребса. Связанный молекулой оксалоацетата, цитрат-синтаза изменяет свою конформацию и открывает область на своей поверхности, с которой связывается ацетил-КоА.

Механизм цитратсинтазы требует активации, которая происходит, когда он связывается с соединением, называемым его субстратом, в данном случае оксалоацетатом, в процессе, называемом индуцированной подгонкой. Неактивная конформация цитрат-синтазы известна как ее открытая форма. Как и другие белки, этот фермент состоит из множества молекул аминокислот. Когда он связывается с оксалоацетатом, форма изменяется, поскольку определенные аминокислоты связаны друг с другом, замыкаясь и образуя своего рода круг вокруг субстрата. Эта закрытая форма является формой активации, которая позволяет циклу лимонной кислоты протекать.

Как только фермент связывается с ацетил-КоА, он присоединяет часть молекул ацетила к оксалоацетату, одновременно химически удаляя срез КоА. Переданная часть, ацетатная молекула с двумя атомами углерода, затем связывается с оксалоацетатом, синтезируя новое шестиуглеродное соединение под названием цитрат. Эта реакция позволяет атомам углерода в соединениях двигаться дальше вниз по циклу лимонной кислоты в легко переносимой молекуле, где они будут участвовать в серии метаболических превращений, в результате которых клетка генерирует больше АТФ.