丙酰辅酶A羧化酶

丙酰辅酶A羧化酶是依赖生物素催化线粒体基质中的丙酰辅酶A羧化反应的酶，该反应的产物是(S)-甲基丙二酰辅酶A。

酶结构
丙酰辅酶A羧化酶（PCC）是一种大型生物素依赖性羧化酶，全酶为α₆β₆异十二聚体 ，分子式为：C34380H54810O10374N9582S312，分子量约 750 kDa。
由 6个α亚基（PCCA基因编码）和 6个β亚基（PCCB基因编码）组成。

核心结构：

晶体结构研究显示，6个β亚基形成中央六聚体核心（呈短圆柱形，轴向有孔洞），6个α亚基附着于外围。该结构在细菌PCC（PDB: 3N6R等）和人源PCC的低温电镜重建中得到确认。

酶作用机制
PCC催化反应遵循两步机制，依赖“摆动域机制”（swinging-domain mechanism）：
生物素羧化：在α亚基BC域，使用ATP和HCO₃⁻将生物素的N1'原子羧化，形成羧化生物素（carboxybiotin）。
反应：ATP + HCO₃⁻ + 生物素 → ADP + Pi + 羧化生物素
羧基转移：BCCP域携带羧化生物素大幅构象移动（跨约55–60 Å距离），将羧基转移至β亚基CT域中的丙酰辅酶A α-碳，形成(S)-甲基丙二酰辅酶A。
反应：羧化生物素 + propionyl-CoA → 生物素 + (S)-methylmalonyl-CoA
BC与CT活性中心相距较远，BCCP域像“摆动臂”般转移羧化生物素，确保催化循环。近期人源PCC高分辨率cryo-EM结构（分辨率2.29–3.38 Å）显示，在apo状态下生物素位于“exo-site”（非活性位点）；底物结合后移至“endo-site”靠近CT催化残基。

同工酶
人体表达下列两种丙酰辅酶A羧化酶同工酶：

• 丙酰辅酶A羧化酶α

** 化学式为：C3279H5268O999N914S31
*丙酰辅酶A羧化酶β
**化学式为：C2461H3881O732N685S22

病理学
另见

• 回补反应
• 丙酸血症

参考文献
外部链接
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