26.13: How do Enzymes Work? クエン酸合成酵素

オキサロ酢酸からクエン酸への変換触媒

クエン酸合成酵素は433個のアミノ酸からなるタンパク質で、基質と反応できる様々な官能基を持っている。 この酵素はオキサロ酢酸を触媒して、クエン酸（クレブス）サイクルの一部として最終的にクエン酸を生成する。 クエン酸（クレブス）サイクルの第1段階において、アセチルCoAはオキサロ酢酸と縮合し、（S）-シトリルCoAを形成する。 クエン酸合成酵素のアスパラギン酸（B:）のカルボキシレート基がアセチルCoA上の酸性αプロトンを除去し、ヒスチジン部位（H-A）がプロトンを供与してエノールを生成する。 次に2番目のヒスチジン部位（H-A）がオキサロ酢酸のカルボニル酸素をプロトン化し、カルボニルの炭素はエノールに攻撃される。 同時に、その最初のヒスチジン（:A-）はアセチルCoAエノールを脱プロトン化する。 (S)-citryl CoAが生成されます。

(S)-citryl CoAのチオエステルのアシル基は、加水分解反応で水分子に移動して、(S)-citryl CoAをクエン酸に変換することができます。 クエン酸合成酵素のヒスチジン部位は、この機構にも不可欠な部位であり、プロトンの除去や付加を補助しています。