Citrato sintasa
| Citrato sintasa | ||
 Estructura de la acetobacter citrato sintasa complejada con oxaloacetato (en magenta) y carboximetil-detia-coenzima A resistente a los ácidos (en amarillo, inhibidor) ( PDB 1CSI ) | ||
| Principales características | ||
|---|---|---|
| Símbolo | CS | |
| EC No. | 2.3.3.1 | |
| Homo sapiens | ||
| Lugar | 12 q 13,3 | |
| Peso molecular | 51712 Da | |
| Número de residuos | 466 aminoácidos | |
| Adelante | 1431 | |
| HUGO | 2422 | |
| OMIM | 118950 | |
| UniProt | O75390 | |
| RefSeq ( ARNm ) | NM_004077.2 | |
| RefSeq ( proteína ) | NP_004068.2 | |
| Juntos | ENSG00000062485 | |
| Enlaces accesibles desde GeneCards y HUGO . | ||
La citrato sintasa ( CS ) es una aciltransferasa que cataliza la reacción :
acetil-CoA + H 2 O+ oxalacetato → citrato + CoA .Esta enzima está implicada en la 1 st paso del ciclo de Krebs , donde cataliza una reacción irreversible que implica esta vía metabólica : la condensación de la residual de acetilo de la acetil-CoA en el oxaloacetato a la forma de citrato en la liberación de la coenzima A ; El oxaloacetato se regenera después de una revolución completa del ciclo de Krebs. Está presente en casi todos los seres vivos conocidos. En eucariotas , está activo en la matriz mitocondrial , donde tiene lugar el ciclo de Krebs, pero está codificado en el genoma nuclear , traducido por ribosomas citosólicos y finalmente transportado dentro de las mitocondrias a través de la membrana mitocondrial interna . Se usa comúnmente en el laboratorio como un marcador enzimático para medir la cantidad de mitocondrias intactas.
Hay dos isoenzimas que catalizan esta reacción con estereoespecificidad opuesta:
- la citrato ( If ) sintasa ( EC ) es la enzima más común con estereoespecificidad If ;
- la citrato ( Re ) sintasa ( EC ) está presente en algunos organismos anaeróbicos ; es una isoforma inactivada con oxígeno que tiene Re estereoespecificidad .
| EC No. | EC |
|---|---|
| número CAS |
| IUBMB | Entrada IUBMB |
|---|---|
| IntEnz | Vista IntEnz |
| BRENDA | Entrada BRENDA |
| KEGG | Entrada KEGG |
| MetaCyc | Camino metabólico |
| PRIAM | Perfil |
| PDB | Estructuras |
| EC No. | EC |
|---|---|
| número CAS |
| IUBMB | Entrada IUBMB |
|---|---|
| IntEnz | Vista IntEnz |
| BRENDA | Entrada BRENDA |
| KEGG | Entrada KEGG |
| MetaCyc | Camino metabólico |
| PRIAM | Perfil |
| PDB | Estructuras |
Estructura y mecanismo
El oxaloacetato es el primer sustrato que se une a la enzima, lo que induce un cambio conformacional que crea un sitio de unión para acetil-CoA. Estas dos moléculas luego se condensan para formar citril-CoA, que induce un segundo cambio conformacional durante el cual se hidroliza el enlace tioéster , liberando la coenzima A.
|
+ Acetil-CoA + H 2 O → CoA + |
|
| Oxaloacetato | Citrato |
La estructura de Acetobacter citrato sintasa se estudió mediante cristalografía de rayos X . Esta enzima consta de 437 residuos de aminoácidos en dos subunidades , cada una de las cuales comprende 20 hélices α . Estas hélices α constituyen aproximadamente el 75% de la estructura terciaria de la enzima, siendo el resto extensiones irregulares de esta estructura excepto por una pequeña hoja β de 13 residuos. El sitio activo está ubicado en un espacio entre estas dos subunidades. Contiene dos sitios de unión: uno está reservado para el citrato u oxalacetato y el otro para la coenzima A.
El sitio activo contiene tres residuos clave, His274 , His320 y Asp375 , que interactúan con los sustratos de formas muy específicas:
-
Sitio activo de la citrato sintasa de coq bankiva , que muestra los residuos involucrados en el mecanismo de reacción de la enzima ( PDB 1CSI ).
Estos tres residuos forman una tríada catalítica que asegura la crotonización de oxalacetato y acetil-CoA. La reacción comienza con la desprotonación del átomo de carbono α de acetil-CoA bajo el efecto de la carga eléctrica negativa de la cadena lateral del residuo Asp375 . Esta desprotonación conduce a la formación de un anión enolato , que a su vez es protonado por la cadena lateral del residuo His274 para dar un enol . El doblete no ligante del átomo de nitrógeno ε de este residuo His274 actúa desprotonando el hidroxilo del enol formado en el paso anterior, lo que da de nuevo un anión enolato. Este último inicia un ataque nucleofílico sobre el átomo de carbono del carbonilo del oxalacetato que desprotoniza el átomo de nitrógeno ε del residuo His320 . Esto da como resultado la adición nucleofílica de los dos sustratos, lo que da como resultado citril-CoA. El residuo His320 desprotonado actúa desprotonando una molécula de agua , lo que desencadena la hidrólisis del enlace tioéster de citril-CoA. Uno de los dobletes de oxígeno que no se unen actúa en un ataque nucleofílico sobre el átomo de carbono del carbonilo de la citril-CoA, que forma un intermedio tetraédrico que conduce a la expulsión de la coenzima A cuando se reconstituye el carbonilo.
Inhibición
La citrato sintasa es inhibida por un alto valor de las relaciones de concentración [ ATP ] / [ ADP ] , [ acetil-CoA ] / [ CoA ] y [ NADH ] / [ NAD + ] , que son indicadores de alta carga energética en el cuerpo. celular . También es inhibido por succinil-CoA , cuya molécula se asemeja a la de acetil-CoA y actúa como inhibidor competitivo . El citrato también inhibe la reacción, lo que ilustra un mecanismo de inhibición por retroalimentación por parte del producto de reacción.
La inhibición de la citrato sintasa por análogos de acetil-CoA también está ampliamente documentada y se ha utilizado para demostrar la existencia de un único sitio activo . Estos experimentos han demostrado que este sitio activo oscila entre dos formas, una de las cuales contribuye a la actividad ligasa y la otra a la actividad hidrolasa de esta enzima.
Se dice que la citrato sintasa está gobernada por un modo de regulación alostérico del tipo morfina .
Notas y referencias
- (es) Ken C. Usher, S. James Remington, David P. Martin y Dale G. Drueckhammer , “ un hidrógeno muy corto Bond proporciona sólo Estabilización moderado de una enzima Complejo Inhibidor de la citrato sintasa ” , Bioquímica , vol. 33, n o 25, Junio de 1994, p. 7753-7759 ( PMID 8011640 , DOI 10.1021 / bi00191a002 , leer en línea )
- Los valores de la masa y el número de residuos indicados aquí son los de la proteína precursora resultante de la traducción del gen , antes de las modificaciones post-traduccionales , y pueden diferir significativamente de los valores correspondientes para el proteína funcional.
- (En) G. Wiegand y SJ Remington , " Citrato sintasa: estructura, control y mecanismo " , Revisión anual de biofísica y química biofísica , vol. 15, Junio de 1986, p. 97-117 ( PMID 3013232 , DOI 10.1146 / annurev.bb.15.060186.000525 , leer en línea )
- (en) " Re, Si " Compendio de Terminología Química [" Libro de Oro "], IUPAC 1997, corregida versión en línea (2006-), 2 ª ed.
- (en) Ernst Bayer, Barbara Bauer y Hermann Eggerer , " evidencia de los estudios de inhibidor para cambios conformacionales de la citrato sintasa " , El Diario FEBS , vol. 120, n o 1, Noviembre de 1981, p. 155-160 ( PMID 7308213 , DOI 10.1111 / j.1432-1033.1981.tb05683.x , leer en línea )
- (en) David L. Nelson y Michael M. Cox, Principios de bioquímica de Lehninger , WH Freeman, Abril de 2004, 4 ª ed. , 1100 p. ( ISBN 978-0-7167-4339-2 )
- (in) Trevor Selwood y Eileen K. Jaffe , " Homooligómeros de disociación dinámica y control de la función de las proteínas " , Archives of Biochemistry and Biphysics , vol. 519, n o 2 15 de marzo de 2012, p. 131-143 ( PMID 22182754 , PMCID 3298769 , DOI 10.1016 / j.abb.2011.11.020 , leer en línea )