Бисфосфоглицерат мутаза - Bisphosphoglycerate mutase

бисфосфоглицератмутаза
Whole Enzyme.png
Кристаллографическая структура димерной бисфосфоглицератмутазы человека.[1]
Идентификаторы
Номер ЕС5.4.2.4
Количество CAS37211-69-1
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
БРЕНДАBRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
PDB структурыRCSB PDB PDBe PDBsum
Генная онтологияAmiGO / QuickGO
2,3-бисфосфоглицерат мутаза
Идентификаторы
СимволBPGM
Ген NCBI669
HGNC1093
OMIM222800
RefSeqNM_001724
UniProtP07738
Прочие данные
Номер ЕС5.4.2.4
LocusChr. 7 q31-q34

Бисфосфоглицерат мутаза (BPGM) - это фермент, уникальный для эритроциты и плацентарный клетки.[2] Он отвечает за каталитический синтез 2,3-бисфосфоглицерат (2,3-БПГ) из 1,3-бисфосфоглицерат. BPGM также имеет мутаза и фосфатаза функции, но они гораздо менее активны, в отличие от его гликолитового собрата, фосфоглицератмутаза (PGM), который поддерживает эти две функции, но также может катализировать синтез 2,3-БПГ в меньшей степени.

Распределение тканей

Поскольку основной функцией бисфосфоглицератмутазы является синтез 2,3-БПГ, этот фермент обнаружен только в эритроциты и плацентарный клетки.[2] В гликолиз, преобразование 1,3-BPG в 2,3-BPG было бы очень неэффективным, поскольку это просто добавляет еще один ненужный шаг. Поскольку основная роль 2,3-БПГ заключается в изменении равновесие из гемоглобин в отношении дезокси-состояния, его производство действительно полезно только в клетках, которые содержат гемоглобин-эритроциты и плацентарные клетки.

Функция

1,3-БПГ образуется как промежуточное звено в гликолиз. Затем BPGM преобразует это в 2,3-BPG, который выполняет важную функцию в кислород транспорт. 2,3-BPG связывается с высоким сродством с гемоглобином, вызывая конформационные изменения, которые приводят к высвобождению кислорода. Тогда местные ткани могут забрать свободный кислород. Это также важно для плаценты, где кровь плода и матери находятся в непосредственной близости. Когда плацента продуцирует 2,3-BPG, из соседнего материнского гемоглобина выделяется большое количество кислорода, который затем может диссоциировать и связываться с гемоглобином плода, который имеет гораздо более низкое сродство к 2,3-BPG.[2]

Структура

Общий

BPGM представляет собой димер, состоящий из двух идентичных белковых субъединиц, каждая из которых имеет свой активный сайт. Каждая субъединица состоит из шести β-цепей β A-F и десяти α-спиралей α 1-10. Димеризация происходит по граням β C и α 3 обоих мономеров.[1] BPGM примерно на 50% идентичен своему аналогу PGM, при этом основные остатки активного сайта сохранены почти во всех PGM и BPGM.[1]

Важные остатки

  • Его11: нуклеофил реакции 1,2-BPG в 1,3-BPG. Вращается назад и вперед с помощью His-188, чтобы занять позицию на линии и атаковать 1 ’фосфатную группу.[3]
  • His-188: участвует в общей стабильности белка,[4] а также водородную связь с субстратом, как His-11, который он втягивает в свое каталитическое положение.
  • Arg90: хотя этот положительно заряженный остаток не участвует непосредственно в связывании, он необходим для общей стабильности белка. Можно заменить на Лизин с незначительным влиянием на катализ.[4]
  • Cys23: мало влияет на общую структуру, но сильно влияет на реактивность фермента.[5]

  • 2-3 бисфосфоглицерата в активном центре бисфосфоглицерат мутазы. Изображены и помечены остатки, которые помогают удерживать субстрат на месте: Arg10, Арг62, Арг100, Арг116, Арг117, Его11, Его188, Тюр92, Asn190, Glu89.

  • 2-D изображение всех остатков в активном сайте, которые помогают удерживать субстрат в правильном положении для мутации.[3]

  • Механизм конвертации 1-3БПГ в 2-3БПГ.[3]

Механизм катализа

1,3-БПГ связывается с активный сайт, что вызывает конформационное изменение, при котором щель вокруг активного сайта закрывается на субстрат, надежно зафиксировав его на месте.[3] 1,3-BPG образует большое количество водородных связей с окружающими остатками, многие из которых заряжены положительно, что серьезно ограничивает его подвижность. Его жесткость предполагает очень энтальпийную ассоциацию. Конформационные изменения вызывают Его11 вращаться, частично помогая водородная связь к его188. Его11 вводится в соответствие с фосфатной группой, а затем проходит через SN2 механизма, в котором Его11 это нуклеофил атакует фосфатную группу.[3] Затем 2’-гидроксильная группа атакует фосфат и удаляет его из His11, тем самым создав 2,3-БПГ.

Рекомендации

  1. ^ а б c PDB: 1T8P​; Ван И, Вэй З, Бянь Ц., Ченг З, Ван М., Лю Л., Гун В. (сентябрь 2004 г.). «Кристаллическая структура бисфосфоглицератмутазы человека». J. Biol. Chem. 279 (37): 39132–8. Дои:10.1074 / jbc.M405982200. PMID  15258155.
  2. ^ а б c Pritlove DC, Gu M, Boyd CA, Randeva HS, Vatish M (август 2006 г.). «Новая плацентарная экспрессия 2,3-бисфосфоглицерат мутазы». Плацента. 27 (8): 924–7. Дои:10.1016 / j.placenta.2005.08.010. PMID  16246416.
  3. ^ а б c d е Ван И, Лю Л., Вэй З, Ченг З, Лин И, Гонг В. (декабрь 2006 г.). «Наблюдение за процессом фосфорилирования гистидина в человеческой бисфосфоглицератмутазе». J. Biol. Chem. 281 (51): 39642–8. Дои:10.1074 / jbc.M606421200. PMID  17052986.
  4. ^ а б Гарель М.К., Лемаршандел В., Кальвин М.К., Арус Н., Краеску С.Т., Преху М.О., Роза Дж., Роза Р. (апрель 1993 г.). «Аминокислотные остатки, вовлеченные в каталитический сайт бисфосфоглицератмутазы эритроцитов человека. Функциональные последствия замен His10, His187 и Arg89». Евро. J. Biochem. 213 (1): 493–500. Дои:10.1111 / j.1432-1033.1993.tb17786.x. PMID  8477721.
  5. ^ Равель П., Краеску CT, Арус Н., Роза Дж., Гарель М.С. (май 1997 г.). «Критическая роль человеческой бисфосфоглицератмутазы Cys22 в сайте связывания активатора фосфатазы». J. Biol. Chem. 272 (22): 14045–50. Дои:10.1074 / jbc.272.22.14045. PMID  9162026.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка