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Lexikon der Biochemie: Aconitat-Hydratase

Aconitat-Hydratase, Aconitase (EC 4.2.1.3), eine Hydratase, die einen Schritt des Tricarbonsäure-Zyklus katalysiert, die reversible gegenseitige Umwandlung von Citrat und Isocitrat. Die Reaktion verläuft über das enzymgebundene Zwischenprodukt cis-Aconitat. Im Gleichgewicht liegen in relativen Mengen 90 % Citrat, 4% cis-Aconitat und 6% Isocitrat vor. Das Citrat wird zwar im Gleichgewicht begünstigt, in atmenden Geweben verläuft die Reaktion jedoch vom Citrat zum Isocitrat, da das Isocitrat durch Isocitrat-Dehydrogenase oxidiert wird. Das Enzym enthält Fe(II) und benötigt ein Thiol, wie Cystein oder reduziertes Glutathion. Das Fe(II)-Ion bildet mit Citronensäure ein stabiles Chelat. Röntgenstrukturanalysen von Fe(II)-Komplexen mit Tricarbonsäuren unterstützen die "ferrous wheel"-Hypothese für die Aconitasereaktion. Nach diesem Mechanismus sind drei Stellen des cis-Aconitatmoleküls an unterschiedliche Bindungsstellen auf der Enzymoberfläche gebunden; zusätzlich wird das Molekül durch das Fe(II)-Ion im aktiven Zentrum komplexiert. Die stereospezifische trans-Addition von Wasser an cis-Aconitat, wobei entweder Citrat oder Isocitrat entsteht, wird durch eine Rotation des "ferrous wheel" erreicht, das die OH-Gruppe an beide Seiten des Moleküls anfügen kann. Aconitase wird durch Fluorocitrat inhibiert. In tierischem Gewebe kommen zwei Isoenzyme vor, eines im Cytosol und eines in den Mitochondrien. [J.P. Glusker in P.D.Boyer (Hrsg.) The Enzymes, 5, 434, Academic Press, 1971]

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