Τι είναι η συνθάση του κιτρικού;

Το ένζυμο κιτρικό συνθετάση καταλύει το πρώτο βήμα σε μια κυτταρική μεταβολική διαδικασία που ονομάζεται κύκλος κιτρικού οξέος.Αυτή η διαδικασία εμφανίζεται στην πλειονότητα των ζώων, των φυτών και των βακτηριακών κυττάρων, παράγοντας κυτταρική ενέργεια για τη ζωή, με τη μορφή ενός μορίου που ονομάζεται ΑΤΡ.Το πρώτο βήμα αυτής της αλυσιδωτής αντίδρασης χρησιμοποιεί τα προϊόντα του μεταβολισμού της ζάχαρης για να παράγει μια ουσία που ονομάζεται κιτρικό, το οποίο στη συνέχεια επεξεργάζεται περαιτέρω για να αποδώσει ενέργεια.Όπως πολλά ένζυμα, η συνθετάση του κιτρικού πρέπει πρώτα να δεσμεύεται με ένα συγκεκριμένο μόριο, το υπόστρωμα του, πριν γίνει χημικά ενεργός.

Η συνθάση του κιτρικού παράγεται σχεδόν σε κάθε τύπο κυττάρου.Είναι ο καταλύτης που ξεκινά το πρώτο βήμα της βασικής μεταβολικής αντίδρασης που είναι γνωστή ως κύκλος κιτρικού οξέος ή ο κύκλος Krebs, ο οποίος εμφανίζεται σε όλους τους οργανισμούς που απαιτούν οξυγόνο για το μεταβολισμό.Ο κύκλος του κιτρικού οξέος παράγει ATP, ένα μόριο που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία των βασικών διεργασιών ζωντανών κυττάρων, όπως η αναπνοή και η αναπαραγωγή.Η συνθάση του κιτρικού είναι το πρώτο ένζυμο στη μακρά αλυσίδα των καταλυτών για τον κύκλο Krebs και το ποσό που παράγεται ρυθμίζει τον ρυθμό με τον οποίο μπορεί να προχωρήσει ολόκληρος ο κύκλος.

Όπως όλα τα ένζυμα, η συνθάση του κιτρικού έχει μια συγκεκριμένη δομή πρωτεΐνης που του επιτρέπει να καταλύει τις αντιδράσεις.Υπάρχει στο σώμα σε δύο ξεχωριστές καταστάσεις με βάση τη διαμόρφωση ή το σχήμα του: μια ενεργή και ανενεργή ποικιλία.Κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης, η γλυκόζη της ζάχαρης, που προέρχεται από τρόφιμα, μεταβολίζεται σε διάφορες χημικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένων δύο μορίων οξικού που βοηθούν στην έναρξη του κύκλου Krebs.Όταν δεσμεύεται από ένα μόριο οξαλοοξικού, η συνθάση του κιτρικού αλλάζει τη διαμόρφωσή του και ανοίγει μια περιοχή στην επιφάνεια της στην οποία δεσμεύεται η ακετυλο-ΟοΑ.

Ο μηχανισμός της συνθάσης κιτρικού απαιτεί ενεργοποίηση, η οποία συμβαίνει όταν δεσμεύεται σε μια ένωση που ονομάζεται υπόστρωμα του, στην περίπτωση αυτή οξαλοακεικό, σε μια διαδικασία που ονομάζεται επαγόμενη προσαρμογή.Η ανενεργή διαμόρφωση της συνθάσης κιτρικού είναι γνωστή ως ανοιχτή μορφή της.Όπως και άλλες πρωτεΐνες, αυτό το ένζυμο αποτελείται από πολλά μόρια αμινοξέων.Όταν δεσμεύεται με οξαλοακεικό, το σχήμα αλλάζει καθώς ορισμένα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους, κλείνοντας και σχηματίζοντας ένα είδος κύκλου γύρω από το υπόστρωμα.Αυτή η κλειστή μορφή είναι το σχήμα ενεργοποίησης που επιτρέπει στον κύκλο του κιτρικού οξέος να προχωρήσει.

Μόλις το ένζυμο έχει δεσμευτεί με ακετυλο-ΟοΑ, προσδίδει ένα τμήμα των ακετυλο-μορίων με οξαλοεαϊκό το όριο, ενώ παράλληλα αφαιρεί χημικά το τμήμα COA.Το μεταφερόμενο τμήμα, ένα μόριο οξικού άλατος με δύο άνθρακες, στη συνέχεια δεσμεύεται σε οξαλοακεικό, συνθέτοντας μια νέα ένωση έξι άνθρακα που ονομάζεται κιτρικό.Αυτή η αντίδραση επιτρέπει στα άτομα άνθρακα στις ενώσεις να μετακινούνται πιο κάτω από τον κύκλο του κιτρικού οξέος σε ένα εύκολα μεταφερόμενο μόριο, όπου θα συμμετέχουν σε μια σειρά μεταβολικών μετασχηματισμών με τους οποίους το κύτταρο παράγει περισσότερα ΑΤΡ.