Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
CS
Цитрат synthase2.png
Идентификаторы
ПсевдонимыCS , цитрат-синтаза
Внешние идентификаторыOMIM : 118950 MGI : 88529 HomoloGene : 56073 GeneCards : CS
Расположение гена ( человек )
Хромосома 12 (человек)
Chr.Хромосома 12 (человека) [1]
Хромосома 12 (человек)
Геномное расположение CS
Геномное расположение CS
Группа12q13.3Начинать56 271 699 п.н. [1]
Конец56 300 391 п.н. [1]
Расположение гена ( Мышь )
Хромосома 10 (мышь)
Chr.Хромосома 10 (мышь) [2]
Хромосома 10 (мышь)
Геномное расположение CS
Геномное расположение CS
Группа10 | 10 D3Начинать128 337 734 п.н. [2]
Конец128 362 479 п.н. [2]
Генная онтология
Молекулярная функция• трансферазной активности
• трансферазной активности, перенос ацильных групп, ацильные группы превращены в алкила по передаче
• цитрат (Si) -synthase активности
• связывания РНК
Сотовый компонент• митохондриальный матрикс
• внеклеточная экзосома
• митохондрия
• ядро клетки
Биологический процесс• процесс метаболизма цитрата
• цикл трикарбоновых кислот
• процесс углеводного обмена
• метаболизм
Источники: Amigo / QuickGO
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

1431

12974

Ансамбль

ENSG00000062485

ENSMUSG00000005683

UniProt

O75390

Q9CZU6

RefSeq (мРНК)

NM_198324
NM_004077

NM_026444

RefSeq (белок)

NP_004068

NP_080720

Расположение (UCSC)Chr 12: 56.27 - 56.3 МбChr 10: 128,34 - 128,36 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Фермент цитрат - синтазы E.C. 2.3.3.1 (ранее 4.1.3.7)] существует почти во всех живых клетках и выступает в качестве темпа решений фермента в первой стадии кислотного цикла лимонного (или цикл Кребса ). [5] Цитратсинтаза локализована внутри эукариотических клеток в митохондриальном матриксе , но кодируется ядерной ДНК, а не митохондриальной. Он синтезируется с использованием цитоплазматических рибосом , а затем транспортируется в митохондриальный матрикс.

Цитратсинтаза обычно используется в качестве количественного маркера фермента для выявления интактных митохондрий . Максимальная активность цитратсинтазы свидетельствует о митохондриальном составе скелетных мышц. [6] Максимальная активность может быть увеличена тренировками на выносливость или высокоинтенсивными интервальными тренировками , [6] но максимальная активность увеличивается больше при высокоинтенсивных интервальных тренировках. [7]

Цитрат синтазы катализирует в реакции конденсации из двух углерода ацетата остатка из ацетил - кофермента А и молекулы-четыре углерода оксалоацетата , чтобы сформировать шесть-углеродную цитрат : [5]

  • ацетил-CoA + оксалоацетат + H 2 O → цитрат + CoA-SH

  • ацетил-КоА

  • Щавелевоуксусная кислота

  • Лимонная кислота

Оксалоацетат регенерируется после завершения одного цикла цикла Кребса.

Оксалоацетат - это первый субстрат, связывающийся с ферментом. Это побуждает фермент изменять свою конформацию и создает сайт связывания для ацетил-КоА. Только когда этот цитрил-КоА образовался, другое конформационное изменение вызовет гидролиз тиоэфира и высвобождение кофермента А. Это гарантирует, что энергия, высвобождаемая при разрыве тиоэфирной связи, будет управлять конденсацией.

Структура [ править ]


Активный сайт цитрат-синтазы (закрытая форма)

437 аминокислотных остатков цитратсинтазы организованы в две основные субъединицы, каждая из которых состоит из 20 альфа-спиралей. Эти альфа-спирали составляют примерно 75% третичной структуры цитрат-синтазы , в то время как остальные остатки в основном составляют нерегулярные продолжения структуры, за исключением одного бета-листа из 13 остатков. Между этими двумя субъединицами существует единственная щель, содержащая активный сайт. В нем могут быть обнаружены два сайта связывания: один зарезервирован для цитрата или оксалоацетата, а другой - для кофермента А. Активный сайт содержит три ключевых остатка: His274, His320 и Asp375, которые обладают высокой селективностью во взаимодействии с субстратами. [8]На соседних изображениях показана третичная структура цитрат-синтазы в ее открытой и закрытой форме. Фермент переходит из открытого в закрытый при добавлении одного из его субстратов (например, оксалоацетата). [9]

Функция [ править ]

Цитрат (Si) -синтаза
Идентификаторы
Номер ЕС2.3.3.1
Количество CAS9027-96-7
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
BRENDABRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
Структуры PDB RCSB PDB PDBe PDBsum
Генная онтологияAmigo / QuickGO
Поиск
ЧВКстатьи
PubMedстатьи
NCBIбелки

Механизм [ править ]

Цитрат синтазы состоит из трех основных аминокислот в ее активном сайте (известный как каталитической триады ) , которые катализируют превращение ацетил-КоА [H 3 CC (= O) -SCoA] и оксалоацетата [ - O 2 CCH 2 C (= O) CO 2 - ] в цитрат [ - O 2 CCH 2 C (OH) (CO 2 - ) CH 2 CO 2 - ] и H-SCoA в альдольной конденсацииреакция. Это преобразование начинается с отрицательно заряженного атома кислорода боковой цепи карбоксилата Asp-375, депротонирующего альфа-углеродный атом ацетил-КоА с образованием енолят-аниона, который, в свою очередь, нейтрализуется протонированием His-274 с образованием енольного промежуточного соединения [H 2 C = C ( ОН) -SCoA]. На данный момент, эпсилон азота неподеленной пары электронов на Его-274 формируется на последней стадии абстрагирует гидроксильная енольного протона реформировать енолят анион , который инициирует нуклеофильное нападение на карбонильного углерода в оксалоацетат в [ - O 2 CCH 2 C (= O ) CO 2 - ], который, в свою очередь, депротонирует эпсилон-атом азота His-320. Этотнуклеофильного присоединения приводит к образованию citroyl-КоА [ - O 2 CCH 2 CH (CO 2 - ) СН 2 С (= O) -SCoA]. В этот момент молекула воды депротонируется эпсилон-атомом азота His-320, и начинается гидролиз . Одна из неподеленных пар кислорода нуклеофильно атакует карбонильный углерод цитроил-КоА. Это образует тетраэдрический промежуточный продукт и приводит к выбросу -SCoA при преобразовании карбонила. -SCoA протонируется с образованием HSCoA. Наконец, гидроксильная добавлен к карбонильной в предыдущем шаге депротонируется и цитрат [ - O 2 CCH 2 С (ОН) (СО2 - ) Образуется CH 2 CO 2 - ]. [10]

Механизм цитрат-синтазы (включая вовлеченные остатки)

Запрещение [ править ]

Фермент ингибируется высоким соотношением АТФ : АДФ и НАДН : НАД , поскольку высокие концентрации АТФ и НАДН показывают, что запас энергии для клетки высок. Он также ингибируется сукцинил-КоА и пропионил-КоА, который напоминает ацетил-коА и действует как конкурентный ингибитор ацетил-КоА и неконкурентный ингибитор оксалоацетата. [11] Цитратподавляет реакцию и является примером ингибирования продукта. Ингибирование цитратсинтазы аналогами ацетил-КоА также хорошо задокументировано и использовалось для доказательства существования единственного активного сайта. Эти эксперименты показали, что этот единственный сайт чередуется между двумя формами, которые участвуют в активности лигазы и гидролазы соответственно. [9] Этот белок может использовать морфеиновую модель аллостерической регуляции . [12]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000062485 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000005683 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ а б Виганд G, Ремингтон SJ (1986). «Цитратсинтаза: структура, контроль и механизм». Ежегодный обзор биофизики и биофизической химии . 15 : 97–117. DOI : 10.1146 / annurev.bb.15.060186.000525 . PMID 3013232 . 
  6. ^ a b Гиллен Дж. Б., Мартин Б. Дж., Макиннис М. Дж., Скелли Л. Е., Тарнопольский М. А., Гибала М. Дж. (2016). «Двенадцать недель спринтерских интервальных тренировок улучшают показатели кардиометаболического здоровья, аналогично традиционным тренировкам на выносливость, несмотря на пятикратное снижение объема упражнений и временных затрат» . PLOS One . 11 (4): e0154075. DOI : 10.1371 / journal.pone.0154075 . PMC 4846072 . PMID 27115137 .  
  7. ^ Макиннис MJ, Zacharewicz E, Мартин BJ, Haikalis ME, Скелли LE, Тарнопольский MA, Murphy RM, Gibala MJ (2017). «Превосходная митохондриальная адаптация скелетных мышц человека после интервала по сравнению с непрерывной ездой на велосипеде на одной ноге, подобранной для общей работы» . Журнал физиологии . 595 (9): 2955–2968. DOI : 10,1113 / JP272570 . PMC 5407978 . PMID 27396440 .  
  8. ^ Goodsell D (1 сентября 2007). «Цитрат-синтаза». Молекула месяца . RCSB Protein Data Bank. DOI : 10.2210 / rcsb_pdb / mom_2007_9 .; PDB : 1CSC , 5CSC , 5CTS
  9. ^ a b Bayer E, Bauer B, Eggerer H (ноябрь 1981 г.). «Данные исследований ингибиторов конформационных изменений цитрат-синтазы». Европейский журнал биохимии / FEBS . 120 (1): 155–60. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1981.tb05683.x . PMID 7308213 . 
  10. ^ Кокс DL, Нельсон М. (2005). Принципы биохимии Ленингера (4-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. С.  608-9 . ISBN 978-0-7167-4339-2.
  11. ^ Смит, Коллин М .; Уильямсон, Джон Р. (1971-10-15). «Ингибирование цитрат-синтазы сукцинил-КоА и другими метаболитами» . Письма FEBS . 18 (1): 35–38. DOI : 10.1016 / 0014-5793 (71) 80400-3 . ISSN 0014-5793 . PMID 11946076 . S2CID 43002983 .   
  12. ^ Selwood T, Джаффе EK (март 2012). «Динамические диссоциирующие гомоолигомеры и контроль функции белка» . Архивы биохимии и биофизики . 519 (2): 131–43. DOI : 10.1016 / j.abb.2011.11.020 . PMC 3298769 . PMID 22182754 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Цитрат + синтаза в предметных рубриках медицинской тематики Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
  • PDBe-KB предоставляет обзор всей структурной информации, доступной в PDB для цитрат-синтазы человека, митохондриальной