Molecola del Mese di David S. Goodsell e Mauro Tonellato

Citrato Sintasi

Indice 2007

Citrato Sintasi
Il nostro corpo brucia ogni giorno gran parte del cibo che assumiamo. Le nostre cellule però non lo bruciano come se si trattasse di legna in un caminetto, ma lo fanno reagire con l'ossigeno in una serie di reazioni attentamente controllate. Solo in questo modo l'energia viene liberata un po' alla volta e può essere trasformata in energia chimica sotto forma di molecole come ATP o NADH. Queste vengono poi usate per dare energia ad ogni processo cellulare. Le nostre cellule ricavano la maggior parte dell'energia da una lunga serie di reazioni che combinano ossigeno e glucosio formando biossido di carbonio (CO2) e acqua (H2O) e formando inoltre grandi quantità di ATP e NADH nel corso del processo.

Formare il Legame
La citrato sintasi è un enzima centrale in questo processo di ossidazione del glucosio. Realizza la prima tappa del ciclo dell'acido citrico conosciuto anche come ciclo di Krebs.
Il glucosio viene prima spezzato in due molecole di acido piruvico dagli enzimi della glicolisi (Molecola del Mese del febbraio 2004). Le due molecole di acido piruvico vengono poi decarbossilate e ossidate formando due molecole di CO2 e due molecole di acido acetico legate al coenzima A (acetil-CoA). Queste poi, nel ciclo dell'acido citrico, vengono completamente ossidate fino a formare CO2.
L'enzima citrato sintasi realizza la prima tappa del ciclo dell'acido citrico legando le molecole di acido acetico all'acido ossalacetico per formare acido citrico. Questa è una forma conveniente per legare gli atomi di carbonio dell'acido acetico e ossidarli completamente in modo controllato fino a CO2 lungo le varie tappe enzimatiche del ciclo.

Un Perfetto Adattamento
La citrato sintasi, nella sua azione enzimatica, offre un classico esempio di adattamento indotto. Qui a lato è mostrato l'enzima di maiale, dai file PDB 1cts e 2cts, che è molto simile a quello umano. L'enzima che si trova nelle nostre cellule, infatti, è molto simile a quello presente nella maggior parte degli animali e delle piante.
La citrato sintasi è composta di due subunità identiche, ognuna con il proprio sito attivo. L'enzima prima di legare i substrati ha una forma più aperta (mostrata nella figura in alto con il prodotto citrato evidenziato in rosso), ma quando si lega ai due substrati (acido acetico e acido ossalacetico in ognuno dei due siti attivi), si stringe attorno a questi per realizzare la reazione chimica che li lega uno all'altro (vedi figura in basso con i substrati in verde). La forma del sito attivo dell'enzima si adatta quindi a quella del substrato mentre lo lega.

Avanti: Controllo di velocità