Asetolaktaattisyntaasi

Asetolaktaattisyntaasi on entsyymi, joka katalysoi kahden palorypälehappomolekyylin kondensoitumista asetomaitohapoksi tai palorypähapon ja alfaketovoihapon kondensoitumista α-aseto-α-hydroksivoihapoksi. Asetolaktaattisyntaasia esiintyy monien bakteerien, kasvien ja sienien soluissa ja se osallistuu haarautuneiden aminohappojen valiinin, leusiinin ja isoleusiinin biosynteesiin. Entsyymin EC-numero on EC 2.2.1.6.

Rakenne ja toiminta
Asetolaktaattisyntaasia esiintyy useissa bakteereissa, sienissä ja kasveissa. Bakteerien entsyymit koostuvat kahdesta erilaisesta alayksiköstä, jotka muodostavat oligomeerin. Kasveissa ja sienissä alayksiköt ovat keskenään identtisiä ja muodostavat tyypillisesti joko tetrameerin tai oktomeerin. Kofaktoreina asetolaktaattisyntaasin rakenteessa ovat FAD-molekyyli ja tiamiinipyrofosfaatti. Lisäksi entsyymi vaatii toimiakseen magnesiumioneja. Myös useat muut kahdenarvoiset metalli-ionit aktivoivat entsyymiä.

Asetolaktaattisyntaasin katalysoiman reaktion mekanismin ensimmäisessä vaiheessa tiamiinipyrofosfaatin tiatsolirengas deprotonoituu, jolloin siitä muodostuu ylidi. Nukleofiilinen ylidi reagoi palorypälehapon elektrofiilisen karboksyyliryhmän kanssa additioreaktiolla ja sitä seuraavassa dekarboksylaatiossa muodostuu hydroksyylietyylitiamiinipyrofosfaattivälivaihe. Tämä välituote reagoi toisen palorypälehapon tai alfaketovoihapon kanssa muodostaen tuotteen.

Asetolaktaattisyntaasin inhibiittorit
Asetolaktaattisyntaasia inhiboivat valiini ja leusiini eli se on niin kutsuttu feedback-inhibitoituva entsyymi. Tämän lisäksi useat rikkaruohomyrkkyinä käytettävät yhdisteet inhiboivat entsyymin toimintaa. Tällaisia ovat monet sulfonyyliurea- ja imidatsolinonirakenteiset herbisidit. Ne sitoutuvat hyvin voimakkaasti palorypälehapon sitoutumiskohtaan entsyymissä ja aiheuttavat siten asetolaktaattisyntaasin toiminnan estymisen. Bakteereilla asetolaktaattisyntaasin toiminnan estyminen aiheuttaa staasin ja kasveille entsyymin inhibitoituminen aiheuttaa kasvin kuoleman.

Lähteet

Transferaasit