Sitraattisyntaasi

Sitraattisyntaasi on entsyymi, joka katalysoi sitruunahappokierron ensimmäistä vaihetta. Reaktiossa substraatteina ovat oksaloetikkahappo ja asetyylikoentsyymi-A ja tuotteina muodostuu sitruunahappoa sekä koentsyymi-A:ta. Entsyymin EC-numero on EC 2.3.3.1.

Rakenne ja mekanismi
Sitraattisyntaasi esiintyy eliöiden soluissa mitokondrioiden matriisissa. Nisäkkäillä entsyymi on dimeeri eli koostuu kahdesta yksiköstä, jotka ovat keskenään samanlaisia. Kooltaan yksiköt ovat 49 kDa. Eräillä muilla eliöillä entsyymi voi koostua kuudesta yksiköstä, jolloin se on heksameeri.

Oksaalietikkahappo sitoutuu avoimeen inaktiiviseen entsyymiin. Sitoutumisen seurauksena entsyymin konformaatio muuttuu, alayksiköt siirtyvät lähemmäs toisiaan noin 15 Å:n verran. Kummassakin yksikössä on myös pienempi alayksikkö joka pyörähtää 19 astetta. Tällöin sitraattisyntaasiin muodostuu sitoutumiskohta myös koentsyymi-A:lle. Sitraattisyntaasi tuo substraatit lähelle toisiaan, asettaa ne oikeaan asemaan ja polarisoi eräitä sidoksia. Aktiivisessa kohdassa asparagiinihappo toimii emäksenä ja poistaa asetyylikoentsyymi-A:n hiiliatomilta protonin ja histidiini luovuttaa protonin asetyylikoentsyymi-A:n karbonyyliryhmän hapelle, jolloin muodostuu enoli. Toinen histidiini aktivoi oksaloasetaattimolekyylin luovuttamalla sen karbonyyliryhmälle protonin. Enolisoitunut asetyylikoentsyymi-A on nukleofiili ja hyökkää oksaloetikkahappoon, reaktio on tyypiltään aldolikondensaatio. Näin muodostuu välituotteena sitryylikoentsyymi-A. Hydrolyysin jälkeen sitruunahappo- ja koentsyymi-A-molekyylit vapautuvat entsyymistä.

Se mistä suunnasta koentsyymi-A hyökkää oksaloetikkahapon karbonyyliryhmään määrittää mitä sitruunahapon stereoisomeeria reaktiossa muodostuu. Nisäkkäillä ja kolibakteerilla hyökkäys tapahtuu Si-puolelta, jolloin tuotteella on S-konfiguraatio. Eräissä anaerobisten bakteerien entsyymien katalysoimissa reaktiossa syntyy R-sitruunahappoa ja hyökkäys tapahtuu Re-puolelta.

Sitraattisyntaasin pääasiallinen säätelytekijä on substraattien määrä. Sitä aktivoivat allosteerisesti kalsiumionit ja ADP-molekyyli. Inhibiittoreita ovat muun muassa sitruunahappo, ATP, sukkinyylikoentsyymi-A, rasvahappojen koentsyymi-A-johdannaiset ja NADH. Sitraattisyntaasiaktiivisuutta voidaan käyttää mittarina tutkittaessa mitokondrioiden vahingoittumista esimerkiksi solujen ultraäänisärkemisen tai pakastekuivauksen yhteydessä.

Lähteet

Transferaasit