Malli propionyylikoentsyymi-A-karboksylaasin rakenteesta
**Propionyylikoentsyymi-A-karboksylaasi** eli **propionyyli-KoA-karboksylaasi** on ligaaseihin kuuluva entsyymi. Entsyymi katalysoi propionyylikoentsyymi-A:n karboksyloitumista, jolloin tuotteeksi muodostuu (S)-metyylimalonyylikoentsyymi-A:ta eli D-metyylimalonyylikoentsyymi-A:ta. Entsyymi on tärkeä eräiden aminohappojen ja rasvahappojen aineenvaihdunnasa ja polyketidien biosynteesissä. Propionyylikoentsyymi-A-karboksylaasin EC-numero on EC 6.4.1.3 ja entsyymiä esiintyy niin esi- kuin aitotumaisissakin eliöissä.

Rakenne ja toiminta
-------------------

Propionyylikoentsyymi-A-karboksylaasi on molekyylimassaltaan hyvin suurikokoinen entsyymi. Esimerkiksi ihmisen entsyymi on massaltaan noin 750 kDa. Rakenteeltaan propionyylikoentsyymi-A-karboksylaasi on dodekameeri, joka koostuu kuudesta α-alayksiköstä ja kuudesta β-alayksiköstä. Entsyymin β-yksiköt muodostavat onton sylinterimäisen rakenteen ja jokainen α-alayksiköistä on sitoutunut yhteen β-alayksikköön sylinterin reunalle. Toimiakseen propionyylikoentsyymi-A-karboksylaasi vaatii koentsyymikseen biotiinia ja magnesiumioneja.

Entsyymiä esiintyy solujen mitokondrioissa. Propionyylikoentsyymi-A-karboksylaasin α-alayksikössä tapahtuu biotiinin karboksyloiminen. Alayksikkö sitoutuu ATP-molekyylin ja magnesiumionien muodostamaan kompleksiin ja hydrolysoi ATP:n ADP:ksi. Tässä reaktiossa vapautuvan energian avulla entsyymi katalysoi biotiinin ja vetykarbonaatti-ionin välistä reaktiota, jossa muodostuu karboksibiotiini. Eräs kantajaproteiini siirtää katalyyttisesti aktiivisen koentsyymin β-alayksikölle. Propionyylikoentsyymi-A-karboksylaasin β-alayksiköt katalysoivat karboksyyliryhmän siirtoa karboksibiotiinilta propionyylikoentsyymi-A:lle. Mekanismin osana on karbanionin muodostuminen propionyylikoentsyymi-A:sta.

Propionyylikoentsyymi-A-karboksylaasin puutteellinen toiminta on autosomeissa resessiivisesti periytyvä sairaus. Tämä johtaa propionyylikoentsyymi-A:n kertymiseen ihmisen elimistöön ja sitä kautta propionihappoasidemiaan. Vastasyntyneille lapsille tämä tila voi olla hengenvaarallinen.

Lähteet
-------

1. 1 2 3  EC 6.4.1.3 - propionyl-CoA carboxylase Brenda. Viitattu 13.3.2017. (englanniksi)
2. 1 2 3  Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko & Lubert Stryer: *Biochemistry, 6th Edition*, s. 627–628. W. H. Freeman and Company, 2006. ISBN 978-0-7167-8724-2. (englanniksi)
3. 1 2 3  Christine S. Huang, Kianoush Sadre-Bazzaz, Yang Shen, Binbin Deng, Z. Hong Zhou & Liang Tong: Crystal structure of the α6β6 holoenzyme of propionyl-coenzyme A carboxylase.  *Nature*, 2010, 466. vsk, nro 7309, s. 1001–1005. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 13.3.2017.  (englanniksi)
4. 1 2  Sareen S. Gropper, Jack L. Smith, Timothy P. Carr: *Advanced nutrition and human metabolism*, s. 338. Cengage Learning, 2016. ISBN 9781337113021. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 14.1.2011). (englanniksi)
5. ↑  Daniel L. Purich: *Enzyme Kinetics*, s. 129. Elsevier, 2010. ISBN 978-0-12-380924-7. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 13.3.2017). (englanniksi)
6. ↑  N. V. Bhagavan: *Medical biochemistry*, s. 373. Academic Press, 2002. ISBN 978-0-12-095440-7. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 13.3.2017). (englanniksi)