Language
Country/Area
No result found
السحر الكيميائي في الخلايا: لماذا تحتاج النباتات والحيوانات إلى ATP سيترات لياز؟
يلعب سيترات لياز ATP (ACLY) دورًا حيويًا في الكائنات الحية، سواء في النباتات أو الحيوانات. لا يعد هذا الإنزيم مسؤولاً عن تحويل السترات إلى أسيتيل CoA فحسب، بل يلعب أيضًا دورًا رئيسيًا في العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية مثل تخليق الأحماض الدهنية واستقلاب الكربوهيدرات. وهذا يعني أن سيترات لياز ATP ليس فقط محفزًا للتفاعلات الأيضية داخل الخلايا، بل هو أيضًا نقطة اتصال مهمة لتحويل الطاقة.
وظيفة إنزيم سيترات ATP
إن إنزيم سيترات ATP هو الإنزيم الرئيسي لتخليق أسيتيل CoA السيتوبلازمي في العديد من الأنسجة. يتواجد الإنزيم على شكل رباعي مكون من وحدات فرعية متشابهة جدًا في الكائنات الحية المختلفة. في الحيوانات، يتم استخدام الأسيتيل CoA المصنّع في العديد من المسارات الحيوية الهامة، بما في ذلك تخليق الدهون وإنتاج الكوليسترول. يتم تنشيط نشاطه عن طريق الأنسولين. في النباتات، ينتج سيترات اللياز ATP أسيتيل مرافق الإنزيم A والذي يستخدم في تصنيع مجموعة متنوعة من المستقلبات المتخصصة، بما في ذلك: الأحماض الدهنية الممتدة (تستخدم في زيوت البذور، والفوسفوليبيدات الغشائية، والشمع، واللجنين، وزيت بذر الكتان)، والفلافونويدات، وحمض الأسيتيك، الإيزوبرينويدات من حمض الميفاكوريك، وما إلى ذلك.
يعتبر سيترات ATP ضروريًا في تعزيز عملية التمثيل الغذائي السيتوبلازمي، وربط عملية التمثيل الغذائي للكربوهيدرات مع تخليق الأحماض الدهنية.
آلية التفاعل
يحفز سيترات لياز ATP تحويل السترات والإنزيم المساعد A إلى أسيتيل CoA وأوكسال أسيتات. تتم هذه العملية عن طريق تحلل ATP. في وجود ATP وCoA، يحفز سيترات اللياز انقسام السترات لإنتاج أسيتيل-CoA، وأوكسال أسيتات، وأدينوزين ثنائي الفوسفات (ADP)، والفوسفات غير العضوي (Pi). يمكن التعبير عن هذا التفاعل على النحو التالي:
<قبل> سترات + ATP + CoA → أوكسالوأسيتات + أسيتيل-CoA + ADP + Piبنية وموقع إنزيم سيترات ATP
يوجد إنزيم سيترات ATP في السيتوبلازم في كل من النباتات والحيوانات. في النباتات الخضراء، غالبًا ما يتكون هيكل هذا الإنزيم من وحدتين فرعيتين، بينما في الحيوانات يكون عبارة عن رباعي متماثل. تمتلك سيترات لياز ATP الثديية مجال ربط سيترات طرفي أميني يتبعه مجال ربط CoA ومجال CoA لياز. يقع الموقع النشط بين منطقة ربط الإنزيم المساعد A ومنطقة تخليق السترات، حيث يمكن لكليهما الارتباط.
تظهر الدراسات أن بنية إنزيم سيترات اللياز ATP ظلت محفوظة أثناء التطور، مما يدل على أهميتها في الممالك البيولوجية المختلفة.
التطبيقات الدوائية
يمكن تثبيط نشاط سيترات لياز ATP بواسطة مركبات معينة، مثل مشتق الإنزيم المساعد A من حمض البيمبيدويك، وهو دواء يمكنه خفض كوليسترول البروتين الدهني منخفض الكثافة لدى البشر. تمت الموافقة على الدواء من قبل إدارة الغذاء والدواء في الولايات المتحدة في فبراير 2020، مما يدل على أن سيترات ATP ليس مهمًا فقط في العملية الأيضية في الكائنات الحية، ولكن يمكن أن يكون أيضًا هدفًا محتملاً لعلاج أمراض القلب والأوعية الدموية.
خاتمةباختصار، يلعب سيترات لياز ATP دورًا محوريًا في عملية التمثيل الغذائي للنباتات والحيوانات، ويربط بشكل وثيق بين تخليق الكربوهيدرات والأحماض الدهنية. لا يعكس تركيبها ووظيفتها تعقيد الكيمياء الحيوية فحسب، بل يظهران أيضًا كيف تتكيف وتتطور أثناء التطور. ولذلك، لا يسعنا إلا أن نتساءل عما إذا كان مثل هذا النظام الإنزيمي الرئيسي سيكشف عن المزيد من الإمكانات والتطبيقات الطبية غير المعروفة في الأبحاث الطبية الحيوية المستقبلية؟
