En biología molecular, la familia de proteínas citrato sintasa incluye las enzimas citrato sintasa EC 2.3.3.1 y las enzimas relacionadas 2-metilcitrato sintasa EC 2.3.3.5 y ATP citrato liasa EC 2.3.3.8.
La citrato sintasa es miembro de una pequeña familia de enzimas que pueden formar directamente un enlace carbono-carbono sin la presencia de cofactores de iones metálicos . Cataliza la primera reacción del ciclo de Krebs , es decir , la conversión de oxalacetato y acetil-coenzima A en citrato y coenzima A. Esta reacción es importante para la generación de energía y para la asimilación de carbono . La reacción se desarrolla a través de un intermedio de citril-coenzima A unido de forma no covalente en un proceso de 2 pasos (condensación de aldol-Claisen seguida de hidrólisis de citril-CoA).
Las enzimas citrato sintasa se encuentran en dos tipos estructurales distintos: las enzimas de tipo I (que se encuentran en eucariotas , bacterias Gram positivas y arqueas ) forman homodímeros y tienen secuencias más cortas que las enzimas de tipo II, que se encuentran en bacterias Gram negativas y tienen una estructura hexamérica. . En ambos tipos, el monómero se compone de dos dominios: un dominio alfa-helicoidal grande que consta de dos repeticiones estructurales, donde la segunda repetición está interrumpida por un pequeño dominio alfa-helicoidal. La hendidura entre estos dominios forma el sitio activo , donde se unen tanto el citrato como la acetil-coenzima A. La enzima sufre un cambio conformacional al unirse al ligando de oxalacetato, por lo que la hendidura del sitio activo se cierra para formar el sitio de unión de acetil-CoA . [1] La energía necesaria para el cierre del dominio proviene de la interacción de la enzima con el sustrato . Las enzimas de tipo II poseen un dominio de hoja beta N-terminal adicional y algunas enzimas de tipo II son inhibidas alostéricamente por NADH . [2]
La 2-metilcitrato sintasa cataliza la conversión de oxalacetato y propanoil-CoA en (2R,3S)-2-hidroxibutano-1,2,3-tricarboxilato y coenzima A. Esta enzima se induce durante el crecimiento bacteriano en propionato , mientras que el citrato hexámero tipo II la sintasa es constitutiva. [3]
La ATP citrato liasa cataliza la escisión del citrato dependiente de Mg.ATP y CoA en oxaloacetato y acetil-CoA, un paso clave en la vía reductora del ácido tricarboxílico de asimilación de CO 2 utilizada por una variedad de bacterias autótrofas y arqueas para fijar dióxido de carbono. . [4] La ATP citrato liasa se compone de dos subunidades distintas . En eucariotas, la ATP citrato liasa es un homotetrámero de un único polipéptido grande y se utiliza para producir acetil-CoA citosólica a partir de citrato producido mitocondrial . [5]