Кіріспе
Адамда кездесетін фермент. Цитрат синтетазасы (Е. К. 2.3.3.1 (бұрынғы 4.1.3.7)) ферменті дерлік барлық тірі жасушаларда кездеседі және лимон қышқылы циклының (немесе Кребс циклының) бірінші қадамында қарқынды фермент болып табылады. Цитрат синтетазасы эукариоттық жасушаларда митохондриялық матрицада орналасқан, бірақ митохондриялық емес, ядролық ДНК арқылы кодталады. Ол цитоплазмалық рибосомалармен синтезделеді, содан кейін митохондриялық матрицаға тасымалданады. Цитрат синтетазасы көбінесе бұзылмаған митохондрияның болуын анықтау үшін сандық ферменттік маркер ретінде қолданылады. Цитрат синтетазасының максималды активтілігі қаңқа бұлшық еттерінің митохондриялық мазмұнын көрсетеді. Максималды активтілікті төзімділік жаттығулары немесе жоғары қарқынды интервалдық жаттығулар арқылы арттыруға болады.
The enzyme citrate synthase E. C. 2.3.3.1 (previously 4.1.3.7)] exists in nearly all living cells and stands as a pace making enzyme in the first step of the citric acid cycle (or Krebs cycle). Citrate synthase is localized within eukaryotic cells in the mitochondrial matrix, but is encoded by nuclear DNA rather than mitochondrial. It is synthesized using cytoplasmic ribosomes, then transported into the mitochondrial matrix. Citrate synthase is commonly used as a quantitative enzyme marker for the presence of intact mitochondria. Maximal activity of citrate synthase indicates the mitochondrial content of skeletal muscle. The maximal activity can be increased by endurance training or high intensity interval training,
Citrate synthase catalyzes the condensation reaction of the two carbon acetate residue from acetyl coenzyme A and a molecule of four carbon oxaloacetate to form the six carbon citrate:
The adjacent images display the tertiary structure of citrate synthase in its opened and closed form. The enzyme changes from opened to closed with the addition of one of its substrates (such as oxaloacetate).
Цитрат синтетазасы ацетил коферменті А-дан екі көміртек ацетат қалдығы мен төрт көміртек оксалоацетат молекуласының конденсациялық реакциясын катализдеп, алты көміртек цитратын түзетін реакцияны катализдейді:
Төмендегі суреттер цитрат синтетазасының ашық және жабық үшіншілік құрылымын көрсетеді. Фермент субстраттарының бірін (мысалы, оксалоацетат) қосылғанда ашық күйден жабық күйге өтеді.
The enzyme citrate synthase E. C. 2.3.3.1 (previously 4.1.3.7)] exists in nearly all living cells and stands as a pace making enzyme in the first step of the citric acid cycle (or Krebs cycle). Citrate synthase is localized within eukaryotic cells in the mitochondrial matrix, but is encoded by nuclear DNA rather than mitochondrial. It is synthesized using cytoplasmic ribosomes, then transported into the mitochondrial matrix. Citrate synthase is commonly used as a quantitative enzyme marker for the presence of intact mitochondria. Maximal activity of citrate synthase indicates the mitochondrial content of skeletal muscle. The maximal activity can be increased by endurance training or high intensity interval training,
Citrate synthase catalyzes the condensation reaction of the two carbon acetate residue from acetyl coenzyme A and a molecule of four carbon oxaloacetate to form the six carbon citrate:
The adjacent images display the tertiary structure of citrate synthase in its opened and closed form. The enzyme changes from opened to closed with the addition of one of its substrates (such as oxaloacetate).
Механизм
Цитрат синтетазасының белсенді орнында (каталитикалық триада деп аталады) үш маңызды аминқышқылы бар, олар ацетил CoA [H3CC(=O)−SCoA] және оксалоацетат [−O2CCH2C(=O)CO2−] молекулаларын альдольдік конденсация реакциясында цитратқа [−O2CCH2C(OH)(CO2−)CH2CO2−] және H−SCoA-ға түрлендіреді. Цитрат өнімі прохиралды болып саналады. Бұл түрлену Асп 375-тің теріс зарядталған карбоксилат тізбегіндегі оттегі атомының ацетил CoA-ның альфа көміртек атомын депротондауымен басталады, нәтижесінде энолят анионы пайда болады, ол өз кезегінде His 274-тің протондауы арқылы бейтараптандырылады, бұл энол аралық [H2C=C(OH)−SCoA] құралады. Осы сәтте, His 274-тегі соңғы қадамда пайда болған эпсилон азот атомының жұптасқан электрондары гидроксил энол протонды алып тастап, оксалоацетаттың карбонил көміртек атомына [−O2CCH2C(=O)CO2−] нуклеофильдік шабуылды бастайтын энолят анионын қайта құрайды, бұл өз кезегінде His 320-нің эпсилон азот атомын депротондалайды. Бұл нуклеофильдік қосылу цитроил-CoA [−O2CCH2CH(CO2−)CH2C(=O)−SCoA] пайда болуына әкеледі. Бұл кезде су молекуласы His 320-нің эпсилон азот атомымен депротондалады және гидролиз басталады. Оттегінің жұптасқан электрондарының бірі цитроил-CoA-ның карбонил көміртек атомын нуклеофильдік түрде шабуылдайды. Бұл тетраэдрлік аралық құрылымды құрайды және карбонил қайта құрылғанда −SCoA-ның бөлінуіне әкеледі. −SCoA протондалып HSCoA түзеді. Соңында, алдыңғы қадамда карбонилге қосылған гидроксил депротондалады және цитрат [−O2CCH2C(OH)(CO2−)CH2CO2−] пайда болады.
Ингибициялау
Фермент жоғары АТФ:АДФ және НАДН:НАД қатынастарымен тежеледі, себебі АТФ және НАДН-ның жоғары концентрациясы жасушаға энергия жеткілікті екенін көрсетеді. Ол сондай-ақ сукцинил-КоА және пропионил-КоА арқылы тежеледі, олар Ацетил-КоА-ға ұқсас және ацетил-КоА-ның бәсекелестік ингибиторы, ал оксалоацетаттың бәсекелес емес ингибиторы болып табылады. Цитрат реакцияны тежейді және бұл өнімді тежеудің мысалы. Ацетил-КоА аналогтарының цитрат синтазасын тежеуі де жақсы зерттелген және бір белсенді орынның бар екенін дәлелдеу үшін қолданылған. Бұл тәжірибелер осы бір орынның лигаза және гидролаза активтілігіне қатысатын екі түрлі күйге кезекпен өтетінін көрсетті.