Citrat-Synthase

Die Citrat-Synthase ist dasjenige Enzym (zugehöriges Gen: CS), das die Kondensation von Oxalacetat mit Acetyl-CoA zu Citrat katalysiert. Diese Reaktion ist der erste Schritt im Citratzyklus und daher ist die CS unentbehrlich im Stoffwechsel aller aeroben Lebewesen. Außerdem ist die Reaktion sowie ihre Umkehrung Teil des Citrat-Malat-Pyruvat-Zyklus zur Bereitstellung von NADPH. Die CS ist in den Mitochondrien lokalisiert, das CS-Gen des Menschen befindet sich aber im Zellkern.

Strukturell besteht die CS aus zwei großen Domänen, die fast nur aus α-Helices bestehen (sogenanntes all-α-Protein). Die zwei Domänen sind über ein Zwischenstück verbunden. Es sind zwei Typen der CS bekannt. Während die Citratsynthase in Eukaryoten, grampositiven Bakterien und Archaeen (Typ I) als Dimer vorliegt, bilden die Untereinheiten in gramnegativen Bakterien (Typ II) ein Hexamer (siehe Abb. unten). Zudem ist in Typ II eine der Domänen verglichen mit derselben in Typ I verlängert.

Die katalysierte Reaktion:

• + CH₃CO-S-CoA + H₂O
• ${\displaystyle \longrightarrow }$ + CoA-SH

Oxalacetat wird mit Acetyl-CoA zu Citrat und CoA umgesetzt, wobei ein Wassermolekül verbraucht wird. Die Reaktion hat eine freie Enthalpie ΔG°’ von −31.5 kJ/mol und ist aufgrund dessen geschwindigkeitsbestimmend für den Citratzyklus.

Die CS ist eines von wenigen Enzymen, die in der Lage sind, ohne die Anwesenheit eines Metallions C-C-Bindungen zu knüpfen.