Citrátsyntáza

Citrátsyntáza je enzým citrátového cyklu, ktorý katalyzuje aldolovu reakciu medzi oxalacetátom a acetykoenzýmom A za vzniku citroylkoenzýmu A, ktorý ďalej hydrolyzuje na citrát. Citrátsyntáza je jeden z mála enzýmov, ktoré sú schopné tvoriť väzbu uhlík-uhlík bez prítomnosti iónu kovu ako kofaktoru.

acetylkoenzým A + oxalacetát + H2O  →  citroylkonezým A  → citrát + koenzým A    ΔG = – 38,2 kJ/mol
náhľad|acetylkoenzým A (vpravo) a oxalacetát v aktívnom mieste citrátsyntázy so zvýraznenými zvyškami aminokyselín katalytickej diády: Asp-375 (báza), His-320 (kyselina)
Citrátsyntáza je lokalizovaná v matrixe mitochondrií. Citrátsyntáza má význam v regulácii citrátového cyklu: je inhibovaná:

 NADH, ATP (ktoré informujú o dostatku energie v bunke a preto nepotrebe ďalšieho priebehu citrátového cyklu), 
 acylkoenzým A (prepája citrátový cyklus a syntézu a degradáciu mastných kyselín),
 sukcinylkoenzýmom A
 citrát

Citrátsyntáza je aktivovaná:

 ADP (signál nedostatku energie v bunke),
 AMP (signál nedostatku energie v bunke).

 Mechanizmus 
náhľad|239x239bod
Reakčný mechanimus bol navrhnutý Jamesom Remingtonom:

 histidín-274 (His-274) tvorí vodíkovú väzbu s kyslíkom acetylkoenzýmu A, čo zvýši kyslosť α-vodíka, čo uľahší deprotonizáciu metylovej skupiny,
 aspartát-375 (Asp-375) funguje v katalytickej triáde ako báza, ktorá deprotonizuje metylovú skupinu acetylkoenzýmu A za vzniku enolátu acetylkoenzýmu A,
 histidín-320 (His-320) aktivuje karbonylovú skupinu oxálacetátu protonizáciou kyslíka,
 enolát acetylkoenzýmu A nukleofilne atakuje karbonylovú skupinu oxalacetátu za vzniku produktu aldolovej reakcie,
 vzniknutý citroylkoenzým A je viazaný na enzým,
 histidín-274 (His-274) protonizuje citroylkoenzým A, čím zváši elektrofilitu tioesterovej skupiny na nukleofilný atak vodou,
 citroylkoenzým A je hydrolyzovaný na citrát a koenzým A za uvoľnenia hnacej sily ΔG = – 38,2 kJ/mol  resp. ΔG = – 31,5 kJ/mol

 Termodynamika reakcie 
Reakcia katalyzovaná citrátsyntázou je veľmi exergonická ( ΔG = – 38,2 kJ/mol  resp. ΔG = – 31,5 kJ/mol), čo je dané hydrolýzou makroergickej zlúčeniny citroylkoenzýmu A na citrát. Dôvodom, prečo evolúcia zachytila túto energiu do inej makroergickej zlúčeniny tak, ako to spravila pri hydrolýze sukcinylkoenzýmu A na sukcinát, keď vzniká GTP, je fakt, že v bunke je veľmi nízka koncentrácia oxalacetátu a exergonická reakcia tlačí citrátový cyklus dopredu za vzniku citrátu. To znamená, že ak by sa vnútorná energia hydrolýzy zachytila, nebol by možný vznik citrátu.

 Referencie 

 Pozri aj 
 citrátový cyklus

Kategória:Enzýmy citrátového cyklu
Kategória:Mitochondriálne bielkoviny