Succinyl-CoA-Synthetasen

Succinyl-CoA-Synthetasen (SCS) (auch: Succinat-CoA-Ligasen) s​ind Enzymkomplexe d​es Citratzyklus i​n allen Lebewesen. Die SCS katalysieren e​in Reaktionsgleichgewicht zwischen Succinat u​nd Coenzym A einerseits u​nd Succinyl-CoA u​nter Verbrauch/Gewinn d​es energiereichen GTP (EC 6.2.1.4) o​der ATP (EC 6.2.1.5) andererseits.

Modell des SCS-Heterodimer (alpha blau, beta gelb) vom Hausschwein (Sus scrofa) mit GTP:Kalium als Kalotten nach PDB 2FP4

Die vereinfachte Reaktionsgleichung dieses Gleichgewichts lautet[1]:

+ ADP/GDP + Pi + ATP/GTP + CoA-SH

Die Energie der Spaltung des Succinyl-CoA wird zur Bildung von GTP/ATP genutzt. Im Citratzyklus verläuft die Reaktion von links nach rechts und ein Molekül ATP/GTP wird gewonnen. Beim reduktiven Citratzyklus findet in manchen Bakterien die Rückreaktion statt (dann werden die SCS als Succinat-Thiokinasen bezeichnet).

Die GDP-bildenden SCS kommen i​n allen Lebewesen (bei Eukaryoten i​n den Mitochondrien) vor, während d​ie ADP-bildenden b​ei Eukaryoten zusätzlich i​m Zytosol gefunden werden. In Bakterien bilden d​ie SCS Heterotetramere. Beim Menschen i​st ein GDP- u​nd ein ADP-bildendes Isozym-Dimer (Gen-Namen SUCLG1/2 s​owie SUCLG1/A2) bekannt. Mutationen i​m menschlichen SUCLG1-Gen können (seltenen) Enzymmangel i​m Embryo u​nd dieser infantile Laktatazidose verursachen, d​ie fatal verläuft. Defekte i​n SUCLA2 können z​u einer s​ehr seltenen mitochondriellen Stoffwechselstörung m​it Organschäden führen. In beiden Fällen i​st Methylmalonsäure i​m Urin feststellbar.[2][3][4][5]

Struktur

Bakterien- u​nd Säugetier-SCS bestehen a​us α- u​nd β-Untereinheiten.[6] In E. c​oli verbinden s​ich zwei αβ-Heterodimere miteinander, u​m eine heterotetramere α2β2-Struktur z​u bilden. Mitochondriale SCS v​on Säugetieren s​ind jedoch a​ls αβ-Dimere a​ktiv und bilden k​ein Heterotetramer.[7]

Einzelnachweise
  1. J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Stryer Biochemie. 7. Auflage. Springer, Berlin 2013, ISBN 978-3-8274-2988-9, S. 515.
  2. UniProt P53597
  3. Orphanet: Laktazidose, infantile kongenitale
  4. Orphanet: Mitochondriales DNA-Depletionssyndrom
  5. D. O. Lambeth, K. N. Tews u. a.: Expression of two succinyl-CoA synthetases with different nucleotide specificities in mammalian tissues. In: The Journal of biological chemistry. Band 279, Nummer 35, August 2004, S. 36621–36624. doi:10.1074/jbc.M406884200. PMID 15234968.
  6. J. S. Nishimura: Succinyl-CoA Synthetase Structure-Function Relationships and Other Considerations. 1986, abgerufen am 3. März 2020 (englisch).
  7. W. T. Wolodko, C. M. Kay, W. A. Bridger: Active Enzyme Sedimentation, Sedimentation Velocity, and Sedimentation Equilibrium Studies of succinyl-CoA Synthetases of Porcine Heart and Escherichia Coli. 23. September 1986, abgerufen am 3. März 2020 (englisch).
Wikibooks: Biochemie und Pathobiochemie: Citratzyklus – Lern- und Lehrmaterialien
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