Vad är citratsyntas?

Enzymcitratsyntas katalyserar det första steget i en cellulär metabolisk process som kallas citronsyran. Denna process sker i majoriteten av djur-, växt- och bakterieceller som producerar cellulär energi för livet, i form av en molekyl som kallas ATP. Det första steget i denna kedjereaktion använder produkterna från sockermetabolismen för att producera ett ämne som kallas citrat, som sedan bearbetas ytterligare för att ge energi. Liksom många enzymer måste citratsyntas först binda till en specifik molekyl, dess substrat, innan den blir kemiskt aktivt.

Citratesyntas produceras i nästan alla celltyp. Det är katalysatorn som initierar det första steget i den grundläggande metaboliska reaktionen som kallas citronsyrcykeln eller Krebs -cykeln, som förekommer i alla organismer som kräver syre för metabolism. Citronsyran producerar ATP, en molekyl som används för att driva de grundläggande processerna för levande celler, som andning och reproduktion. Citratesyntas är det första enzymet i det långakedja av katalysatorer för Krebs -cykeln, och det producerade beloppet reglerar hastigheten med vilken hela cykeln kan fortsätta.

Som alla enzymer har citratesyntas en specifik proteinstruktur som gör det möjligt att katalysera reaktioner. Den finns i kroppen i två separata tillstånd baserat på dess konformation eller form: en aktiv och inaktiv variation. Under glykolys har sockerglukosen härledd från mat, metaboliserats till olika kemikalier, inklusive två molekyler av acetat som hjälper till att initiera Krebs -cykeln. När den är bunden av en molekyl av oxaloacetat ändrar citratsyntas dess konformation och öppnar en region på dess yta till vilken acetyl-CoA binder.

Mekanismen för citratsyntas kräver aktivering, vilket inträffar när den binder till en förening som kallas dess substrat, i detta fall oxaloacetat, i en process som kallas en inducerad passform. Den inaktiva konformationen av citratsyntas är kNown som dess öppna form. Liksom andra proteiner består detta enzym av många molekyler av aminosyror. När den binder till oxaloacetat ändras formen när vissa aminosyror kopplas samman, stängs upp och bildar en slags cirkel runt underlaget. Denna stängda form är aktiveringsformen som gör det möjligt för citronsyran att fortsätta.

När enzymet har bundet till acetyl-CoA fäster det en del av acetylmolekylerna till oxaloacetat, samtidigt som COA-sektionen tar bort COA. Den överförda delen, en acetatmolekyl med två kol, är sedan bunden till oxaloacetat, och syntetiserar en ny sexkolförening som kallas citrat. Denna reaktion gör att kolatomerna i föreningarna kan röras längre ner i citronsyracykeln i en lätt transportabel molekyl, där de kommer att delta i en serie metaboliska transformationer genom vilka cellen genererar mer ATP.