In der Enzymologie ist eine Malonat-CoA-Ligase (), auch Malonyl-CoA-Synthetase oder Malonat:CoA-Ligase (AMP-bildend) genannt, ein Enzym, das folgende chemische Reaktion katalysiert:
Dieses Enzym gehört zur Klasse der Ligasen, insbesondere derjenigen, die Kohlenstoff-Schwefel-Bindungen wie Säure-Thiol-Ligasen bilden, oder noch genauer eingeordnet zur Familie der Acyl-CoA-Synthetasen.
Vertreter der Malonat-CoA-Ligase-Familie werden für die Malonatentgiftung, die mitochondriale Fettsäuresynthese, die Lysinmalonylierung und die Acetyl-CoA-Synthese benötigt.
Beispiele Folgende Enzyme mit Malonyl-CoA-Synthetase-Aktivität sind bekannt:
Acyl-CoA-Synthetase-Familienmitglied 3 (ACSF3) Die einzige bekannte Malonyl-CoA-Synthetase bei Säugetieren ist das mitochondriale Enzym Acyl-CoA-Synthetase-Familienmitglied 3 (ACSF3), das neben Malonat auch Methylmalonat mit einer Effizienz von etwa 70 % als Substrat akzeptiert. ACSF3 wird für die Entgiftung von intramitochondrialem Malonat benötigt, da Malonat ein starker Inhibitor der mitochondrialen Atmung ist, durch seine kompetitive Hemmung der Succinatdehydrogenase (Komplex II) – eines Bestandteils des Citratzyklus und der Atmungskette. Neben der mitochondrialen Isoform der Acetyl-CoA-Carboxylase 1 (mtACC1), die Malonyl-CoA aus Acetyl-CoA erzeugt, trägt ACSF3 hierdurch zum mitochondrialen Malonyl-CoA-Pool bei, der für die mitochondriale Fettsäuresynthese, die Lysinmalonylierung, die Acetyl-CoA-Synthese und den Einbau in zelluläre Lipide benötigt wird.
Acyl-aktivierendes Enzym 13 (AAE13) Auch bei Pflanzen, genauer gesagt bei Arabidopsis thaliana, gibt es eine Malonyl-CoA-Synthetase, das Acyl-aktivierende Enzym 13 (AAE13). Malonyl-CoA wird als Substrat in Acylierungs- und Kondensationsreaktionen benötigt. AAE13 ist sowohl im Cytosol als auch in den Mitochondrien lokalisiert, wobei die cytosolische Isoform nicht essentiell ist, da cytosolisches Malonyl-CoA ausreichend von der cytosolischen Acetyl-CoA-Carboxylase bereitgestellt wird. Dagegen ist die mitochondriale Isoform essentiell für das Pflanzenwachstum.
Klinische Relevanz Bei der angeborenen Stoffwechselstörung der kombinierten Malon- und Methylmalonazidurie (CMAMMA) ist die Malonyl-CoA-Synthetase ACSF3 defekt, was zu einer Anreicherung von Malonat und Methylmalonat sowie zu einem Mangel an Malonyl-CoA und Methylmalonyl-CoA führt.
Einzelnachweise
Kategorie:Acyl-CoA-Synthetase