アセチルCoAシンターゼの自己触媒活性化

Moorella ThermoaceticaのアセチルCoAシンターゼ（ACS/ACSと同一のACS/CODHと同一のACS/CODH）は、CO、COA、およびコリーノイド鉄硫黄タンパク質（COFESP）のメチル基からのアセチルCoAの合成を触媒します。4〜20分で変化するアセチルCoA産生の発症前のタイムラグは、低電子トランスファー剤メチルViogen（MV）を欠くアッセイ溶液で観察されました。MVがアッセイに含まれている場合、遅れは観察されませんでした。遅延の長さはCOとACSの濃度に依存しており、より高い[ACS]およびサブ飽和[CO]でより短いラグが見つかりました。遅延の長さもcofespに依存していました。LAG相を含むアセチルCoA合成の速度プロファイルは、自己触媒メカニズムを想定して数値的にシミュレートされました。同様の反応プロファイルがUV-VIS分光光度測定によって監視され、このプロセス中にCOFESPの酸化還元状態を評価できるようにしました。ラグフェーズの初期段階では、CO（2+）FESPがCO（+）FESPに縮小され、これは急速にメチル化され、CH（3）-CO（3+）FESPを提供しました。アセチルCoAの定常状態合成中、COFESPは主にCH（3）-CO（3+）FESP状態であった。合成率が低下し、最終的に停止するにつれて、CO（+）FESP状態が優勢でした。ACS内のAおよびCクラスターの減少とCOFESPのコバミドの減少など、3つの活性化還元反応が関係する場合があります。ベータサブユニットのb-、c-、およびdクラスターは、接続されたアルファサブユニットのAクラスターから電子的に分離されているようで、これらのクラスターを分離する距離の〜70と一致して、生体内還元剤の必要性を示唆しています。これはACSおよび/またはcofespをアクティブにします。

Acetyl-CoA synthase (ACS identical with ACS/CODH identical with CODH/ACS) from Moorella thermoacetica catalyzes the synthesis of acetyl-CoA from CO, CoA, and a methyl group of a corrinoid-iron-sulfur protein (CoFeSP). A time lag prior to the onset of acetyl-CoA production, varying from 4 to 20 min, was observed in assay solutions lacking the low-potential electron-transfer agent methyl viologen (MV). No lag was observed when MV was included in the assay. The length of the lag depended on the concentrations of CO and ACS, with shorter lags found for higher [ACS] and sub-saturating [CO]. Lag length also depended on CoFeSP. Rate profiles of acetyl-CoA synthesis, including the lag phase, were numerically simulated assuming an autocatalytic mechanism. A similar reaction profile was monitored by UV-vis spectrophotometry, allowing the redox status of the CoFeSP to be evaluated during this process. At early stages in the lag phase, Co(2+)FeSP reduced to Co(+)FeSP, and this was rapidly methylated to afford CH(3)-Co(3+)FeSP. During steady-state synthesis of acetyl-CoA, CoFeSP was predominately in the CH(3)-Co(3+)FeSP state. As the synthesis rate declined and eventually ceased, the Co(+)FeSP state predominated. Three activation reductive reactions may be involved, including reduction of the A- and C-clusters within ACS and the reduction of the cobamide of CoFeSP. The B-, C-, and D-clusters in the beta subunit appear to be electronically isolated from the A-cluster in the connected alpha subunit, consistent with the ~70 A distance separating these clusters, suggesting the need for an in vivo reductant that activates ACS and/or CoFeSP.