Malli ihmisen asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasin rakenteesta
**Asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasi** eli **asetyyli-KoA-karboksylaasi** on ligaaseihin kuuluva entsyymi. Entsyymi katalysoi malonyylikoentsyymi-A:n muodostumista asetyylikoentsyymi-A:sta, vetykarbonaatti-ioneista ja ATP:stä. Asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasia tavataan niin esi- kuin aitotumaisista eliöistä ja se on tärkeä entsyymi rasvahappojen biosynteesissä. Asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasin EC-numero on EC 6.4.1.2.

Toiminta
--------

Asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasi käyttää substraatteinaan asetyylikoentsyymi-A:ta, ATP:tä ja vetykarbonaatti-ioneja. Kasvien entsyymeissä substraatteina voivat toimia myös propionyylikoentsyymi-A:ta ja butanoyylikoentsyymi-A:ta, joista muodostuu metyylimalonyylikoentsyymi-A:ta tai etyylimalonyylikoentsyymi-A:ta. Asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasi vaatii toimiakseen koentsyymeikseen magnesiumioneja, jotka stabiloivat entsyymin ja ATP:n muodostamaa kompleksia ja katalyysiä varten biotiinia. Biotiini on kovalenttisesti sitoutuneena entsyymin eräisiin lysiiniaminohappoihin.

Asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasin katalysoiman reaktion mekanismin ensimmäisessä vaiheessa fosfaattiryhmä siirtyy adenosiinitrifosfaatilta vetykarbonaatti-ioneille, jolloin muodostuu karbonyylifosfaattia ja ADP:tä. Karbonyylifosfaatti reagoi entsyymiin sitoutuneiden biotiiniryhmien kanssa muodostaen reaktiivisen karboksyylibiotiinin. Seuraavassa vaiheessa karboksyylibiotiini hajoaa hiilidioksidiksi ja abiotiinin anioniksi, joka vastaanottaa asetyylikoentsyymi-A:lta protonin ja asetyylikoentsyymi-A:sta muodostuu enolaatti. Tämä enolaatti on nukleofiilinen ja reagoi elektrofiilisen hiilidioksidin kanssa muodostaen malonyylikoentsyymi-A:ta.

Asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasi on tärkeä sääntelykohta rasvahappojen biosynteesissä. Kun solussa on vain vähän energiaa eli ATP-taso on vähäinen estyy entsyymin toiminta. Tätä inhibitiota aiheuttaa AMP:n aktivoima entsyymi asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasikinaasi, joka fosforyloi entsyymin seriiniaminohappoja ja täten inaktivoi entsyymin. Tätä fosforylaation kautta tapahtuvaa inaktivoitumista aktivoivat myös eräät hormonit kuten glukagoni ja adrenaliini. Sitruunahappo kykenee osittain aktivoimaan fosforylaation vuoksi inaktivoitunutta asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasia. Inaktivoituneen entsyymin palauttaa aktiiviseen muotoonsa toinen entsyymi asetyylikoentsyymi-A-karboksylaasifosfataasi, joka hydrolysoi entsyymiin liitetyt fosfaattiryhmät.Tätä entsyymiä aktivoiva hormoni on insuliini.

Lähteet
-------

1. 1 2  EC 6.4.1.2 - acetyl-CoA carboxylase Brenda. Viitattu 21.5.2017. (englanniksi)
2. 1 2 3  Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko & Lubert Stryer: *Biochemistry, 6th Edition*, s. 640–642. W. H. Freeman and Company, 2006. ISBN 978-0-7167-8724-2. (englanniksi)
3. 1 2  Daniel L. Purich, R. Donald Allison: *The Enzyme Reference*, s. 7-8. Academic Press, 2003. ISBN 9780080550817. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 21.5.2017). (englanniksi)
4. 1 2  Pamela C. Champe, Richard A. Harvey, Denise R. Ferrier: *Biochemistry*, s. 183–184. Lippincott Williams & Wilkins, 2008. ISBN 978-0-7817-6960-0. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 21.5.2017). (englanniksi)
5. 1 2  John McMurry, Tadhg P. Begley: *The organic chemistry of biological pathways*, s. 118–122. Roberts and Company Publishers, 2005. ISBN 978-0974707716. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 21.5.2017). (englanniksi)