L’enzima Piruvato Carbossilasi contenente la biotina catalizza la sintesi dell’ossalacetato a partire dallo ione piruvato, ione bicarbonato, Magnesio e ATP.
La Piruvato Carbossilasi è un enzima mitocondriale fondamentale per reintegrare l’acido ossalacetico ( ione ossalacetato) che si consuma nel ciclo di Krebs.
Questa reazione è fortemente endoergonica e quindi irreversibile perché si consuma una molecola di ATP per molecola di ossalacetato che si forma.
L’acido ossalacetico, oltre ad entrare nel ciclo di Krebs può essere trasformato nell’amminoacido aspartato, oppure ridotto ad acido malico per poter uscire dal mitocondrio, oppure dare inizio alla gluconeogenesi.
La Piruvato Carbossilasi è quindi fondamentale per il metabolismo degli intermedi e controlla il partizionamento dell’alimentazione tra gluconeogenesi, lipogenesi e ciclo di Krebs.
Questo enzima controlla inoltre la secrezione insulinica.
Questo enzima multifunzione dipendente dalla biotina fa le reazioni di trasferimento del gruppo carbossilico ed è un obiettivo per il trattamento dell’obesità e del diabete mellito.
Nella maggior parte degli organismi ritroviamo la PC sotto forma di tetramero regolato allostericamente dall’ AcetilCoeA e dall’aspartato.
Alte concentrazioni di AcetilCoeA, risultanti dalla degradazione di amminoacidi o acidi grassi, attivano la PC e la sintesi dell’acido ossalacetico.
La PC presenta i domini della biotina carbossilasi, della carbossiltransferasi e del trasportatore della biotina carbossilata.
In esso esiste un unico dominio di effettore allosterico dove si lega l’AcetilCoA che favorisce il trasferimento del gruppo carbossile tra il sito della biotina carbossilasi su una catena polipeptidica e il sito attivo della carbossitransferasi.
La PC esercita un ruolo fondamentale nella gluconeogenesi che sintetizza glucosio per cervello e globuli rossi, incapaci di metabolizzare altri nutrienti.
Poiché la PC è coinvolta nel crocevia metabolico del metabolismo dei carboidrati e dei lipidi, la regolazione della sua espressione in vari tessuti (tessuto gluconeogenico, tessuto adiposo e isole pancreatiche) deve essere coordinata per ottenere un’adeguata risposta complessiva a vari stimoli fisiologici e patologici.
Molecole importanti della Piruvato Carbossilasi Il è il substrato su cui la PC aggiunge una molecola di CO2 per formare l’. La PC è un enzima dipendente per il suo funzionamento dalla che è legata in modo covalente al residuo di una particolare Lisina in 35ma posizione dall’estremità Carboniosa. Nel ciclo di Krebs l’ossalacetato è prodotto all’occorrenza, cioè a seconda del tasso di .Struttura della Piruvato carbossilasi
––––Sito allosterico del CoeA Sito catalitico ATP Sito Biotina