pyruvaattikarboksilaasin

Pyruvaattikarboksilaasin (pyruvate carboxylase, EC 6.4.1.1) on biotiinin (vitamiini B7) dependentti mitochondriaalisessa entsyymissä, joka katalysoi ATP:n ohjaaman hiilidioksidin (bikarbonaatin muodossa) karboksyloinnin pyruvaatista oksaloasetaatiksi. Reaktio vaatii ATP:ta ja CO2:ta, ja biotiini toimii karboksyloivan ryhmän kantajana. Mammalilisissa PC sijaitsee mitokondrioissa ja muodostaa homotetramerin; jokainen alayksikkö sisältää biotin carboxylase-, biotin carboxyl carrier protein- (BCCP) ja carboxyltransferase-aktiivisuudet, jotka yhdessä siirtävät karboksyyliryhmän biotiinista pyruvaattiin.

Rakenne ja mekanismi: PC toimii kaksivaiheisesti. Ensin biotiini karboksyloituu biotin carboxylase -osiolla ja siirtää karboksyyliryhmän pyife: biotiinille, jolloin muodostuu karboksybiotiini. Tämän jälkeen carboxyltransferase siirtää karboksyylin pyruvaattiin oksaloasetaatiksi, palsitusta ADP:sta ja Pi:sta.

Fysiologinen merkitys: PC on keskeinen anaplerootinen entsyymi TCA-syklin sankopuussa, kun oksaloasetaati täytyy palauttaa. Se tuottaa oksaloasetaattia, joka voi muuttua fosfoenolyylikarboksylaatiksi (PEP) gluconeogeneesissä tai osallistua sitruunahapposäiliöön ja siten cytosolisen lipogeneesin substrateihin. PC on erityisen runsas maksassa, munuaisissa ja rasvakudoksessa.

Säätely ja kliininen merkitys: PC on allosteerisesti aktivoitu acetyl-CoA:lla; sen aktiivisuus heijastaa energiatasoja ja biosynteesiavoja. PC:n puutos on harvinainen mutta vakava metabolisairaus, joka voi johtaa laukaustettuun ml. hypoglykemiaan, maitohappoihisuuteen ja maksafunktiohäiriöihin.

Yhteenveto: Pyruvaattikarboksilaasi on biotiinin avulla toimiva mitochondriaalinen entyymi, joka tuottaa oksaloasetaattia pyruvaatista kooltaan ATP- ja CO2-avusteisesti, tarjoten tärkeän anaplerootisen funktion TCA-syklille ja gluconeogeneesille.

---