檸檬酸合成酶

檸檬酸合成酶^[1]（英語：Citrate synthase，EC 2.3.3.1）幾乎存在於所有活細胞中並且是催化三羧酸循環第一步的一個限速酶。此酶存在於真核細胞的粒線體中，但它是由細胞核DNA而非粒線體DNA編碼而成；細胞質核醣體合成後，運輸到粒線體基質中。

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  乙醯輔酶A
• 
  草醯乙酸
• 
  檸檬酸

檸檬酸合成酶
識別
符號	CS
Entrez	1431
國際人類基因組組織	2422
人類孟德爾遺傳學	118950
UniProt	O75390
其他資料
EC編號	2.3.3.1
基因座	12 p11-qter

乙醯輔酶A + 草醯乙酸 + H₂O → 檸檬酸 + 輔酶A

結構

檸檬酸合成酶(打開構象)

檸檬酸合成酶(關閉構象)

檸檬酸合成酶的437個胺基酸殘基組成兩個主要亞基，每個都含有20個α螺旋。這些α螺旋約占檸檬酸合成酶三級結構的75%。除一個13個殘基組成的β摺疊結構外，其餘殘基主要構成結構中不規則延申的部分。在這兩個亞基之間有一個裂縫，包含了酶的活性位點。其包含兩個結合位點，一個用於結合檸檬酸或草醯乙酸，另一個則用於結合輔酶A。此活性位點包括三個關鍵殘基：His274，s320和p375，它們與底物的作用具有高度的選擇性。^[2]

相鄰的圖像展示了檸檬酸合酶在開放狀態和閉合狀態下的三級結構。當其中一種底物（如草醯乙酸）加入時，該酶會從開放狀態轉變為閉合狀態。

機制

首先，檸檬酸合成酶的組氨酸殘基作為親核試劑使乙醯輔酶A中甲基去質子化而形成碳負離子，後者親核攻擊草醯乙酸的羰基碳，從而羥醛縮合生成檸檬醯輔酶A，將高能硫酯鍵水解後即得到檸檬酸。

抑制劑

ATP：ADP和NADH：NAD的比值升高會抑制檸檬酸合成酶。因為較高的ATP和NADH意味著細胞內能量供應充足。檸檬酸合成酶同樣受琥珀醯輔酶A和丙醯輔酶A的抑制，因為這兩者與乙醯coa相似從而對乙醯coa產生競爭性抑制，對草醯乙酸產生非競爭性抑制。^[3]檸檬酸會抑制反應的進行，這是產物抑制的一個例子。乙醯輔酶a類似物對檸檬酸合成酶的抑制作用已經被充分研究，並且被證明其作用於單一活性中心。這些實驗表明，該活性中心可以在兩種構象之間變化，從而分別實現連接酶和水解酶的功能。此蛋白可能依靠morpheein模型進行別構調節。^[4][5]