Acetil–CoA sintetaza
Acetil—CoA sintetaza ili Acetat—CoA ligaza je enzim (EC 6.2.1.1) koji katalizira metabolizam acetata. Po prirodi djelovanja, pripada ligaznoj klasi enzima, što znači da katalizira formiranje nove hemijske veze između dvije velike molekule.[1][2][3][4]
| Acetat-CoA ligaza Acetil-KoA ligaza  | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikatori | |||||||||
| EC broj | 6.2.1.1 | ||||||||
| CAS broj | 9012-31-1 | ||||||||
| Baze podataka | |||||||||
| IntEnz | IntEnz pregled | ||||||||
| BRENDA | BRENDA unos | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme pregled | ||||||||
| KEGG | KEGG unos | ||||||||
| MetaCyc | metabolički put | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB strukture | RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum | ||||||||
| Ontologija gena | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
Reakcija
urediDvije molekule koje spaja Acetil CoA sintetaza su acetat i koenzim A (CoA). Cijela reakcija sa svim supstratima i produktima obuhvataju:
- ATP + Acetat + CoA AMP + Pirofosfat + Acetil-CoA [5]
Kada se formira, acetil-CoA se može se koristiti u TCA ciklusu, u aerobnom disanju, za proizvodnju energije i nosača elektrona. Ovo je alternativni način za pokretanje ciklusa, a uobičajeni način proizvodnje acetil-CoA je iz piruvata kroz kompleks piruvat dehidrogenaze. Aktivnost enzima odvija se u mitohondrijskom matriksum, tako da su proizvodi na pravom mjestu za korištenje u sljedećim metaboličkim koracima.[6] Acetil Co-A također se može koristiti i u sintezi masnih kiselina i uobičajenoj funkciji sintetaza - proizvodnji acetil Co-A za ove potrebe.[7]
Aceti-CoA sintetaza, reakciju katalizira u dva koraka. Prvo se AMP mora vezati s enzimom, što izaziva konformacijsku promjenu u aktivnom mjestu, koje omogućava odvijanje reakcije. Aktivno mjesto se naziva A-klaster.[8] Za katalizu prve reakcije, u aktivnom mjestu je neophodno prisustvo lizinskog ostatka, gdje je Co-A veza. Co-A tada rotatira u aktivnom mjestu u poziciju u kojoj se može kovalentno vezati za CoA. Kovalentna veza se formira između sumpora u Co-A i centralnog ugljika u acetatu.[9]
C-S1 forma acetil-CoA sintetaze je kodirana genom facA, kojeg aktivira acetat, a derivira glukoza.[10]
Regulacija
urediAktivnost enzima je kontrolirana na nekoliko načina. U regulaciji aktivnosti, značajnu ulogu ima esencijalni lizinski ostatak. Molekula lizina se može deacetilirati pomoću druge klase enzima zvane sirtuini. Kod sisara, citoplazmatsko-jedarnu sintetaza+ (AceCS1) aktivira SIRT1, a mitohondrijsku sintetazu (AceCS2) aktivira SIRT3. Ova akcija povećava djelotvornost enzima[11] Tačna lokacija lizinskog ostatka varira između raznih vrsta, a kod ljudi se javlja na Lys-642, ali uvijek u aktivnom mjestuenzima.[12] S obzirom da je bitna alosterna promjena koja se javlja uz vezanje molekula, AMP, njegovo prisustvo može doprinijeti regulaciji enzima. Koncentracija adenozin monofospata mora biti dovoljno visoka tako da se može vezati u alosternu vezu i drugim podlogama omogućiti ulazak u aktivno mjesto. Također, ioni bakra deaktiviraju acetil Co-A sintetazu koja zauzimaju proksimalno mjesto aktivnog A-klastera, koji sprečava metil grupu enzima da učestvuju u Wood-Ljungdahlovom putu. Za pravilno funkcioniranje, kao iuđ kod svih enzima, potrebno je i prisustvo svih reaktanata u odgovarajućim koncentracijama.
Acetil–CoA sintetaza se proizvodi kada je to potrebno za sintezu m,asnih kiselina, ali, pod normalnim uvjetima, gen je neaktivan i ima određeni transkripcijski faktor koji aktivira transkripciju, onda kada je to potrebno. Osim sirtuina, na lizinskom ostataku, i proteinske deacetilaze (AcuC) također mogu mijenjati acetil-CoA sintetaze. Međutim, za razliku od sirtuina, AcuC ne zahtijevaju NAD + kao kosupstrat.[13]
Uloga u ekspresiji gena
urediPored aktivnosti acetil-CoA sintetaze, koja jer obično povezana sa metaboličkim putevima, ovaj enzim također sudjeluje u kontroli ekspresije gena. U kvasaca, acetil-CoA sintetaze daje histonske, acetiltransferaze acetil-CoA za acetilaciju histona Bez ispravne acetilacija, DNK se ne može pravilno kondenzirati u hromatin, što neminovno dovodi do transkripcijskih grešaka.[14]
Učešće u Wood-Ljungdahlovom putu
urediAcetil—CoA sintetaza također učestvuje i u Wood-Ljungdahlovom putu, koji fiksira CO2 u anaerobnim uvjetima.[15] Wood-Ljungdahlov put sadrži istočnu granu, koju svi organizmi upotrebljavaju u jednougljičnom metabolizmu, i zapadnu granu koja samo u anaerobnim okolnostima koristie za fiksiranje ugljik dioksida i ugljik monoksida.[16] Kao specifičnost , ACS kombinira ugljik monoksid i metil grupu za proizvodnju acetil-CoA na aktivnom mjestu koje sadrži nikl.[17]
Također pogledajte
urediReference
uredi- ^ Campbell N. A.; et al. (2008). Biology, 8th Ed. Person International Edition, San Francisco. ISBN 978-0-321-53616-7. Eksplicitna upotreba et al. u:
|author=(pomoć) - ^ Alberts B.; et al. (2002). Molecular Biology of the Cell, 4th Ed. Garland Science. ISBN 0-8153-4072-9. Eksplicitna upotreba et al. u:
|author=(pomoć) - ^ Voet D., Voet J. G. Biochemistry, 3rd Ed.[publisher= Wiley. ISBN 978-0-471-19350-0.
- ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Eds. (2005). Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB) Sarajevo. ISBN 9958-9344-1-8.CS1 održavanje: više imena: authors list (link)
- ^ KEGG
- ^ Schwer, B; Bunkenborg, J; Verdin, R; Andersen, J; Verdin, E (5. 7. 2006), "Reversible lysine acetylation controls the activity of the mitochondrial enzyme acetyl-CoA synthetase 2", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103 (27): 10224–9, doi:10.1073/pnas.0603968103, PMC 1502439, PMID 16788062
- ^ Ikeda, Yukio; Yamamoto, J; Okamura, M; Fujino, T; Takahashi, S; Takeuchi, K; Osborne, T; Yamamoto, T; Ito, S; Sakai, J (Sep 7, 2001), "Transcriptional regulation of the murine acetyl CoA synthetase 1 gene through multiple clustered binding sites for SREBPs and a single neighboring site for Sp1", J. Biol. Chem., 276 (36): 34259–69, doi:10.1074/jbc.M103848200, PMID 11435428, arhivirano s originala, 11. 4. 2008, pristupljeno 11. 5. 2016
- ^ Bramlett, M; Tan, X; Lindahl, P (11. 7. 2003), "Inactivation of Acetyl-CoA Synthase/Carbon Monoxide Dehydrogenase by Copper", J. Am. Chem. Soc., 125 (31): 9316–7, doi:10.1021/ja0352855
- ^ Jogl, G; Tong, L (2004), "Crystal structure of yeast acetyl-coenzyme A synthetase in complex with AMP.", Biochemistry, 43: 1425–31, doi:10.1021/bi035911a, PMID 14769018, arhivirano s originala, 3. 3. 2016, pristupljeno 11. 5. 2016
- ^ De Cima, S; Rua, J; Perdiguero, E; del Valle, P; Busto, F; Baroja-Mazo, A; D, de Arriaga (Apr 7, 2005), "An acetyl-CoA synthetase not encoded by the facA gene is expressed under carbon starvation in Phycomyces blakesleeanus.", Red Microbiol., 156 (5–6): 663–9, doi:10.1016/j.resmic.2005.03.003, PMID 15921892
- ^ Schwer, B; Bunkenborg, J; Verdin, R; Andersen, J; Verdin, E (5. 7. 2006), "Reversible lysine acetylation controls the activity of the mitochondrial enzyme acetyl-CoA synthetase 2", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103 (27): 10224–9, doi:10.1073/pnas.0603968103, PMC 1502439, PMID 16788062
- ^ Hallows, William C.; Lee, Susan; Denu, John M. (5. 7. 2006), "Sirtuins deacetylate and activate mammalian acetyl-CoA synthetases", Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103 (27): 10230–5, doi:10.1073/pnas.0604392103, PMC 1480596, PMID 16790548
- ^ Gardner, Jeffrey G.; Grundy, Frank J.; Henkin, Tina M.; Escalante-Semerena, Jorge C. (august 2006), "Control of Acetyl-Coenzyme A Synthetase (AcsA) Activity by Acetylation/Deacetylation without NAD+ Involvement in Bacillus subtilis", J Bacteriol, 188 (15): 5460–8, doi:10.1128/JB.00215-06, PMC 1540023, PMID 16855235
- ^ Takahashi, H; McCaffery, JM; Irizarry, RA; Boeke, JD (Jul 21, 2006), "Nucleocytosolic acetyl-coenzyme a synthetase is required for histone acetylation and global transcription.", Mol Cell, 23 (2): 207–17, doi:10.1016/j.molcel.2006.05.040, PMID 16857587
- ^ Seravalli, Javier; Kumar, Manoj; Ragsdale, Stephen (16. 1. 2002), "Rapid Kinetic Studies of Acetyl-CoA Synthesis: Evidence Supporting the Catalytic Intermediacy of a Paramagnetic NiFeC Species in the Autotrophic Wood-Ljungdahl Pathway", Biochemistry, 41 (6): 1807–19, doi:10.1021/bi011687i, PMID 11827525, arhivirano s originala, 11. 4. 2008, pristupljeno 11. 5. 2016
- ^ Ragsdale, SW (1997), "The eastern and western branches of the Wood/Ljungdahl pathway: how the east and west were won.", BioFactors, 6 (1): 3–11, doi:10.1002/biof.5520060102, PMID 9233535[mrtav link]
- ^ Hegg, EL (Oct 2004), "Unraveling the structure and mechanism of acetyl-coenzyme A synthase.", Acc Chem Res, 37 (10): 775–83, doi:10.1021/ar040002e, PMID 15491124