Viene regolato positivamente da ATP e negativamente da CTP. Il CTP (citidina trifosfato) è uno dei prodotti della sintesi delle pirimidine, per cui quando la velocità di sintesi supera quella di utilizzo della molecola essa andrà ad inibire con un meccanismo di feedback-negativo un’ulteriore sintesi.

La molecola è costituita da tre dimeri regolatori (r₂ ) e due trimeri catalitici (c₃ ) quindi la composizione finale sarà c₆r_6.

Le subunità regolatrici modulano allo stericamente l’attività delle subunità catalitiche.

Nello stato T l’enzima lega il CTP e ha bassa affinità per il ligando. La transizione T R è dovuta alla modificazione conformazionale dei cappi flessibili 240s loop presenti nei c_3. Questi nella conformazione T sono posti l’uno sopra l’altro, mentre una volta legato il substrato si spostano l’uno accanto all’altro e con il passaggio alla conformazione R l’enzima lega ATP al posto del CTP. Nella transizione T R ogni monomero catalitico si allontana dal sottostante e i due siti d legame per i substrati si avvicinano permettendo ad essi di reagire per formare l’ N-carbammil aspartato.

L’ATCasi mostra alta cooperatività positiva in quanto il legame del substrato a una sola subunità c aumenta l’affinità di tutte le altre, anche perché una volta avvenuto il primo legame si ha il passaggio di conformazione e lo scambio tra CTP e ATP.