Succinyl-CoA-Synthetase

Synonyme: Succinat-CoA-Ligase, Succinat-Thiokinase
Englisch: succinyl-CoA synthase, succinate thiokinase

Definition

Succinyl-CoA-Synthetasen, kurz SCS, sind Enzyme des Zitratzyklus, welche die Reaktion von Succinyl-CoA zu Succinat und Coenzym A unter Bildung von ATP oder GTP katalysieren.

Hintergrund

SCS sind Enzyme der mitochondrialen Matrix, die aus einer hochkonservierten α-Untereinheit und einer β-Untereinheit bestehen. Die Substratspezifität für ADP oder GDP wird über unterschiedliche β-Untereinheiten vermittelt.

Genetik

Die Untereinheiten der SCS werden von verschiedenen Genen kodiert:

α-Untereinheit: SUCLG1-Gen auf Chromosom 2 an Genlokus 2p11.2
β-Untereinheit für ADP-Spezifität: SUCLA2-Gen auf Chromosom 13 an Genlokus 13q14.2
β-Untereinheit für GDP-Spezifität: SUCLG2-Gen auf Chromosom 3 an Genlokus 3p14.1

Die Expression der drei Gene unterscheidet sich voneinander. Während SUCLG1 in Herz, Gehirn, Niere und Leber besonders stark exprimiert wird, findet die Genexpression von SUCLA2 vor allem im Gehirn, in der Skelettmuskulatur und im Herzen statt. Das Gen SUCLG2 wird hingegen fast nur in der Leber und den Nieren abgelesen.

Biochemie

SCS sind als Heterodimere aktiv und katalysieren die folgende Reaktion im Rahmen des Zitratzyklus:

{\ce {Succinyl-CoA + P_{i}\; + ADP/GDP <=> Succinyl + CoA + ATP/GTP}}

Hierbei wird die energiereiche Thioesterbindung von Succinyl-CoA unter Energiefreisetzung hydrolysiert. Die Reaktion ist an die Bildung von GTP bzw. ATP aus einem anorganischen Phosphatmolekül und GDP bzw. ADP gekoppelt.

Klinik

Mutationen in den Genen, die für Untereinheiten von SCS kodieren, sind mit unterschiedlichen Erkrankungen assoziiert. So ist eine aberrante Expression des Gens SUCLG1 ursächlich für die tödliche infantile Laktatazidose. Mutationen in SUCLA2 sind mit dem mitochondrialen DNA-Depletionssyndrom 5 assoziiert, während Mutationen des Gens SUCLG2 mit Uvulitis und Glaskörperabszessen in Verbindung stehen.

Quellen

Phillips D et al; Succinyl-CoA Synthetase is a Phosphate Target for the Activation of Mitochondrial Metabolism; Biochemistry. 2009 Aug 4; 48(30): 7140–7149.
Van Hove JLK et al.; Succinyl-CoA ligase deficiency: a mitochondrial hepatoencephalomyopathy; Pediatr Res. 2010 Aug; 68(2): 159–164.
GeneCards; SUCLG1; abgerufen am 04.12.2023
GeneCards; SUCLA2; abgerufen am 04.12.2023
GeneCards; SUCLG2; abgerufen am 04.12.2023