Vad är Citrate Synthase?

Enzymet citratsyntas katalyserar det första steget i en cellulär metabolisk process som kallas citronsyrecykeln. 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 produkter av sockermetabolism 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 aktiv.

Citratsyntas produceras i nästan alla celltyper. Det är katalysatorn som initierar det första steget i den grundläggande metaboliska reaktionen känd som citronsyrecykeln eller Krebs-cykeln, som förekommer i alla organismer som kräver syre för metabolism. Citronsyrecykeln producerar ATP, en molekyl som används för att driva de grundläggande processerna i levande celler, som andning och reproduktion. Citratsyntas är det första enzymet i den långa kedjan av katalysatorer för Krebs-cykeln, och den producerade mängden reglerar hastigheten med vilken hela cykeln kan fortsätta.

Liksom alla enzymer har citratsyntas en specifik proteinstruktur som gör det möjligt att katalysera reaktioner. Det finns i kroppen i två separata tillstånd baserat på dess konformation eller form: en aktiv och inaktiv sort. Under glykolys har sockerglukosen, som härrör från livsmedel, metaboliserats till olika kemikalier, inklusive två molekyler av acetat som hjälper till att inleda Krebs-cykeln. När bundet av en molekyl oxaloacetat förändrar citratsyntas dess konformation och öppnar ett område på dess yta som acetyl-CoA binder till.

Mekanismen för citratsyntas kräver aktivering, vilket sker 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 känd 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 att citronsyrecykeln kan fortsätta.

När enzymet har bundit till acetyl-CoA, fäster det en del av acetylmolekylerna till oxaloacetat, samtidigt som det kemiskt tas bort CoA-avsnittet. Den överförda delen, en acetatmolekyl med två kolatomer, binds sedan till oxaloacetat och syntetiserar en ny sexkolförening som kallas citrat. Denna reaktion gör det möjligt att flytta kolatomerna i föreningarna längre ner i citronsyrecykeln i en lätt transporterbar molekyl, där de kommer att delta i en serie metaboliska transformationer genom vilka cellen genererar mer ATP.