DAHP-синтаза - Википедия - DAHP synthase
| 3-дезокси-7-фосфогептулонатсинтаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 2.5.1.54 | ||||||||
| Количество CAS | 9026-94-2 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| БРЕНДА | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Генная онтология | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| Домен DAHP-синтетазы I | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Структура Aquifex aeolicus kdo8ps в комплексе с z-метил-пеп-2-дегидро-3-дезоксифосфооктонатальдолазой.[1] | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | DAHP_synth_1 | ||||||||
| Pfam | PF00793 | ||||||||
| Pfam клан | CL0036 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR006218 | ||||||||
| SCOP2 | 51569 / Объем / СУПФАМ | ||||||||
| |||||||||
3-дезокси-D-арабиногептулозонат 7-фосфат (DAHP) синтаза (EC 2.5.1.54 ) является первым ферментом в серии метаболический реакции известный как путь шикимата, который отвечает за биосинтез из аминокислоты фенилаланин, тирозин, и триптофан. Поскольку это первый фермент в пути шикимата, он контролирует количество углерода, поступающего в этот путь. Фермент торможение это основной метод регулирования количества углерода, попадающего в путь.[2] Формы этого фермента различаются у разных организмов, но их можно считать DAHP-синтаза на основе реакции, катализируемой этим ферментом.
В энзимология, DAHP-синтаза (EC 2.5.1.54 ) является фермент который катализирует то химическая реакция
- фосфоенолпируват + D-эритрозо-4-фосфат + H2О 3-дезокси-D-арабино-гепт-2-улосонат 7-фосфат + фосфат
Три субстраты этого фермента фосфоенолпируват, D-эритроза 4-фосфат, и ЧАС2О, а его два товары находятся 3-дезокси-D-арабино-гепт-2-улосонат 7-фосфат и фосфат.
Номенклатура
Этот фермент принадлежит к семейству трансферазы, а именно те, которые переносят арильные или алкильные группы, отличные от метильных групп. В систематическое название этого класса ферментов является фосфоенолпируват: D-эритрозо-4-фосфат C- (1-карбоксивинил) трансфераза (фосфат-гидролизующий, 2-карбокси-2-оксоэтил-образующий). Другие широко используемые названия включают 2-дегидро-3-дезоксифосфогептонат альдолаза, 2-кето-3-дезокси-D-арабиногептоновая кислота 7-фосфатсинтетаза, 3-дезокси-D-арабино-2-гептулозоновая кислота 7- фосфатсинтетаза, 3-дезокси-D-арабино-гептолозонат-7-фосфатсинтетаза, 3-дезокси-D-арабиногептулозонат 7-фосфатсинтетаза, 7-фосфо-2-кето-3-дезокси-D-арабино-гептонат D -эритрозо-4-фосфат, лиаза (пируват-фосфорилирование), 7-фосфо-2-дегидро-3-дезокси-D-арабиногептонат, D-эритрозо-4-фосфатлиаза (пируват-фосфорилирование), D-эритроза. 4-фосфат-лиаза, D-эритрозо-4-фосфат-лиаза (пируват-фосфорилирующая), DAH7-P-синтаза, DAHP-синтаза, DS-Co, DS-Mn, KDPH-синтаза, KDPH-синтетаза, дезокси-D-арабиногептулозонат -7-фосфатсинтетаза, фосфо-2-дегидро-3-дезоксигептонатальдолаза, фосфо-2-кето-3-дезоксигептаноатальдолаза, фосфо-2-кето-3-дезоксигептонатальдолаза, фосфо-2-кето-3-дезоксигептонат альдолаза и фосфо-2-оксо-3-дезоксигептонат альдолаза.
Биологическая функция
Основная функция DAHP-синтазы - катализировать реакцию фосфоенолпируват и D-эритрозо-4-фосфат к DAHP и фосфат. Однако другая биологическая функция фермента - регулировать количество углерода, попадающего в путь шикимата. Это достигается в основном с помощью двух разных методов: ингибирования обратной связи и контроля транскрипции.[2] Ингибирование обратной связи и контроль транскрипции являются механизмами регуляции углерода в бактериях, но единственный механизм регуляции, обнаруженный в DAHP-синтазе, обнаруженной у растений, - это контроль транскрипции.[2]
В кишечная палочка, вид бактерий, ДАГФ-синтаза встречается в виде трех изоферменты, каждая из которых чувствительна к одной из аминокислот, образующихся в пути шикимата.[3] При исследовании чувствительной к тирозину DAHP-синтазы в E. coli было определено, что фермент ингибируется тирозином посредством неконкурентного ингибирования по отношению к фосфоенолпируват, первый субстрат реакции, катализируемой DAHP-синтазой, в то время как фермент ингибируется тирозином посредством конкурентного ингибирования в отношении D-эритрозо-4-фосфата, второго субстрата реакции, катализируемой DAHP-синтазой, когда концентрация тирозина превышает 10 мкМ.[3] Также было определено, что фермент ингибируется неорганическим фосфатом посредством неконкурентного ингибирования в отношении обоих субстратов и ингибируется DAHP посредством конкурентного ингибирования в отношении фосфоенолпируват и неконкурентное ингибирование в отношении D-эритрозо-4-фосфата.[3] Исследования ингибирования продукта показали, что фосфоенолпируват является первым субстратом, связывающимся с ферментным комплексом, неорганическим фосфат является первым продуктом, отделяющимся от ферментного комплекса.[3] Таким образом, количество углерода, попадающего в путь шикимата, можно контролировать, подавляя ДАГФ-синтазу катализировать реакцию, которая образует ДАГФ.
Поток углерода в путь шикимата у растений регулируется транскрипционным контролем.[3] Этот метод также встречается у бактерий, но подавление обратной связи более распространено.[2] У растений по мере того, как растения проходили цикл роста, активность DAHP-синтазы изменялась.[2]
Каталитическая активность
Ионы металлов необходимы для того, чтобы ДАГФ-синтаза катализировала реакции.[2] В DAHP-синтазе было показано, что сайт связывания содержит образцы цистеин и гистидин остатки, связанные с ионами металлов по типу Cys-X-X-His.[2]
Было показано, что, как правило, для DAHP-синтаз требуется ион двухвалентного металла. кофактор для правильного функционирования фермента.[4] Ионы металлов, которые могут действовать как кофакторы, включают Mn2+, Fe2+, Co2+, Zn2+, Cu2+, а Са2+.[4] Исследования показали, что один ион металла связывается с каждым мономером DAHP-синтазы.[4]
Реакция, катализируемая ДАГФ-синтазой, показана ниже.
Структура
Четвертичная структура ДАГФ-синтазы состоит из двух тесно связанных димеры, что означает, что DAHP-синтаза является тетрамер.[5]
Справа находится изображение DAHP-синтазы, которое показывает четвертичную структуру DAHP-синтазы. Это изображение показывает, что DAHP-синтаза состоит из двух прочно связанных димеров. Каждая из цепочек мономера окрашена по-разному.
Ниже первого изображения справа находится изображение DAHP-синтазы, которое также показывает четвертичную структуру, однако это изображение находится в виде карикатуры. Этот вид также показывает, что каждый из четырех мономеров окрашен по-разному. Кроме того, этот вид можно также использовать для отображения вторичных и третичных структур. Как показано, два из мономеров имеют бета-листы, которые взаимодействуют с одной стороны фермента, в то время как два других мономера имеют бета-слои, которые взаимодействуют с противоположной стороны.
Структурные исследования
По состоянию на конец 2007 г. четыре структуры были решены для этого класса ферментов, с PDB коды доступа 1RZM, 1VR6, 1VS1, и 2B7O.
| Семейство DAHP синтетаз класса II | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | DAHP_synth_2 | ||||||||
| Pfam | PF01474 | ||||||||
| Pfam клан | CL0036 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR002480 | ||||||||
| |||||||||
Рекомендации
- ^ Сюй X, Ван Дж., Гризон С., Петек С., Кутро П., Бирк М.Р., Вудард Р.В., Гатти Д.Л. (2003). «Дизайн на основе структуры новых ингибиторов 3-дезокси-D-маннооктулозонат-8-фосфатсинтазы». Дизайн и открытие лекарств. 18 (2–3): 91–9. Дои:10.3109/10559610290271787. PMID 14675946.
- ^ а б c d е ж грамм Херрманн К., Энтус Р. (2001). «Путь шикимата: ароматические аминокислоты и не только». Энциклопедия наук о жизни. Дои:10.1038 / npg.els.0001315. ISBN 978-0-470-01617-6.
- ^ а б c d е Шонер Р., Херрманн К.М. (сентябрь 1976 г.). «3-дезокси-D-арабино-гептулозонат 7-фосфатсинтаза. Очистка, свойства и кинетика тирозин-чувствительного изофермента из Escherichia coli». Журнал биологической химии. 251 (18): 5440–7. PMID 9387.
- ^ а б c Стивенс CM, Bauerle R (ноябрь 1991 г.). «Анализ потребности в металле 3-дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтазы из Escherichia coli». Журнал биологической химии. 266 (31): 20810–7. PMID 1682314.
- ^ Шумилин И.А., Крецингер Р.Х., Бауэрле Р.Х. (июль 1999 г.). «Кристаллическая структура регулируемой фенилаланином 3-дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтазы из Escherichia coli». Структура. 7 (7): 865–75. Дои:10.1016 / S0969-2126 (99) 80109-9. PMID 10425687.
дальнейшее чтение
- Шринивасан PR, Sprinson DB (апрель 1959). «7-фосфатсинтетаза 2-кето-3-дезокси-D-арабогептоновой кислоты». Журнал биологической химии. 234 (4): 716–22. PMID 13654249.
- Йоссек Р., Бонгертс Дж., Шпренгер Г.А. (август 2001 г.). «Характеристика новой устойчивой к обратной связи 3-дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтазы AroF Escherichia coli». Письма о микробиологии FEMS. 202 (1): 145–8. Дои:10.1111 / j.1574-6968.2001.tb10795.x. PMID 11506923.
- Шнайдер Т.Р., Хартманн М., Браус Г.Х. (сентябрь 1999 г.). «Кристаллизация и предварительный рентгеновский анализ 3-дезокси-D-арабиногептулозонат-7-фосфатсинтазы (ингибируемой тирозином) из Saccharomyces cerevisiae». Acta Crystallographica D. 55 (Pt 9): 1586–8. Дои:10.1107 / S0907444999007830. PMID 10489454.
