Эноил-КоА гидратаза - Enoyl-CoA hydratase

еноил-коэнзим A, гидратаза / 3-гидроксиацил-кофермент A дегидрогеназа
Гексамер эноил-КоА-гидратазы крысы с активным центром оранжевого цвета и субстратом красным цветом.
Идентификаторы
Символ	EHHADH
Альт. символы	ECHD
Ген NCBI	1962
HGNC	3247
OMIM	607037
RefSeq	NM_001966
UniProt	Q08426
Прочие данные
Номер ЕС	4.2.1.17
Locus	Chr. 3 q26.3-q28
Ищи Структуры Швейцарская модель Домены ИнтерПро

Эноил-КоА гидратаза (ECH) или кротоназа^[1] является фермент который гидратирует двойную связь между вторым и третьим угли на 2-транс / цис-еноил-КоА:^[2]

ECH необходим для метаболизм жирные кислоты в бета-окисление производить оба ацетил-КоА и энергия в виде АТФ.^[2]

ЭХ крыс - это гексамерный белок (этот признак не универсален, но фермент человека также является гексамерным), что приводит к эффективности этого фермента, поскольку он имеет 6 активных центров. Было обнаружено, что этот фермент очень эффективен и позволяет людям очень быстро превращать жирные кислоты в энергию. На самом деле этот фермент настолько эффективен, что ставка для короткоцепочечных жирных кислот эквивалентно контролируемому диффузией реакции.^[3]

Метаболизм

Метаболизм жирных кислот

ECH катализирует вторая стадия (гидратация) расщепления жирных кислот (β-окисление ).^[4] Метаболизм жирных кислот - это то, как меняется человеческое тело жиры в энергию. Жиры в пищевых продуктах обычно представлены в виде триглицерины. Они должны быть расщеплены, чтобы жиры попали в организм человека. Когда это происходит, выделяются три жирные кислоты.

Метаболизм лейцина

Метаболизм лейцина у человека L-Лейцин Амино с разветвленной цепью кислотная аминотрансфераза α-кетоглутарат Глутамат Глутамат Аланин Пируват Мышцы: α-кетоизокапроат (α-KIC) Печень: α-кетоизокапроат (α-KIC) Α-кетокислота с разветвленной цепью дегидрогеназа (митохондрии ) KIC-диоксигеназа (цитозоль ) Изовалерил-КоА β-гидрокси β-метилбутират (HMB) Выводится в моче (10–40%) HMB-CoA β-гидрокси β-метилглутарил-КоА (HMG-CoA) β-метилкротонил-КоА (MC-CoA) β-Метилглутаконил-КоА (MG-CoA) CO2 CO2 О2 CO2 ЧАС2О CO2 ЧАС2О (печень ) HMG-CoA лиазе Эноил-КоА гидратаза Изовалерил-КоА дегидрогеназа MC-CoA карбоксилаза MG-CoA гидратаза HMG-CoA редуктаза HMG-CoA синтаза β-гидроксибутират дегидрогеназа Мевалонат путь Тиолаза Неизвестный фермент β-гидроксибутират Ацетоацетил-КоА Ацетил-КоА Ацетоацетат Мевалонат Холестерин Человек метаболический путь за HMB и изовалерил-КоА относительно L-лейцин.[5][6][7] Из двух основных путей L-лейцин в основном метаболизируется в изовалерил-КоА, в то время как только около 5% метаболизируется в HMB.[5][6][7]

Механизм

ЭХГ используется в β-окислении для добавления гидроксильной группы и протон к ненасыщенным β-углерод на жирно-ацил-КоА. Функции ECH, предоставляя два глутамат остатки как каталитический кислота и основание. Два аминокислоты держать воды молекула на месте, позволяя ей атаковать в Син добавление с α-β ненасыщенным ацил-CoA у β-углерода. Затем α-углерод захватывает другой протон, что завершает образование бета-гидроксиацил-КоА.

Согласованная реакция.

Также из экспериментальных данных известно, что никаких других источников протонов в активный сайт. Это означает, что протон, который захватывает α-углерод, происходит из воды, которая только что атаковала β-углерод. Это означает, что гидроксильная группа и протон из воды добавляются с одной и той же стороны двойная связь, дополнение син. Это позволяет ECH сделать S стереоизомер из 2-транс-еноил-КоА и стереоизомера R из 2-цис-еноил-КоА. Это стало возможным благодаря двум глутамат остатки, которые удерживают воду в положении, непосредственно примыкающем к α-β ненасыщенной двойной связи. Эта конфигурация требует, чтобы активный сайт для ECH был чрезвычайно жестким, чтобы удерживать воду в очень специфической конфигурации по отношению к ацил-CoA. Данные для механизм поскольку эта реакция не является окончательным, является ли эта реакция согласованной (показано на рисунке) или происходит в последовательные стадии. Если происходит в последовательных шагах, промежуточное соединение идентично тому, которое было бы сгенерировано из E1cB-реакция элиминирования.^[8]

ECH механически похож на фумараза.

Рекомендации

1. «EC 4.2.1.17». www.sbcs.qmul.ac.uk. Получено 2018-09-05.
2. Алленбах, L; Пуарье, Y (2000). «Анализ альтернативных путей β-окисления ненасыщенных жирных кислот с использованием трансгенных растений, синтезирующих полигидроксиалканоаты в пероксисомах». Физиология растений. 124 (3): 1159–1168. Дои:10.1104 / стр.124.3.1159. ISSN  0032-0889. ЧВК  59215. PMID  11080293.
3. Engel CK, Kiema TR, Hiltunen JK, Wierenga RK (февраль 1998 г.). «Кристаллическая структура еноил-КоА-гидратазы в комплексе с октаноил-КоА выявляет структурные адаптации, необходимые для связывания длинноцепочечной молекулы жирной кислоты-КоА». Журнал молекулярной биологии. 275 (5): 847–59. Дои:10.1006 / jmbi.1997.1491. PMID  9480773.
4. Кокс Д.Л., Нельсон М.М. (2005). Принципы биохимии Ленингера (4-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен. п.647-43. ISBN  978-0-7167-4339-2.
5. Wilson JM, Fitschen PJ, Campbell B, Wilson GJ, Zanchi N, Taylor L, Wilborn C, Kalman DS, Stout JR, Hoffman JR, Ziegenfuss TN, Lopez HL, Kreider RB, Smith-Ryan AE, Antonio J (февраль 2013 г.) . «Позиция Международного общества спортивного питания: бета-гидрокси-бета-метилбутират (HMB)». Журнал Международного общества спортивного питания. 10 (1): 6. Дои:10.1186/1550-2783-10-6. ЧВК  3568064. PMID  23374455.
6. Занчи NE, Герлингер-Ромеро Ф., Гимарайнш-Феррейра Л., де Сикейра Филью М.А., Фелитти В., Лира Ф.С., Силаендер М., Ланча А.Х. (апрель 2011 г.). «Добавка HMB: клинические и спортивные результаты и механизмы действия». Аминокислоты. 40 (4): 1015–1025. Дои:10.1007 / s00726-010-0678-0. PMID  20607321. HMB является метаболитом аминокислоты лейцина (Van Koverin and Nissen 1992), незаменимой аминокислоты. Первым этапом метаболизма HMB является обратимое трансаминирование лейцина в [α-KIC], которое происходит в основном внепеченочно (Block and Buse, 1990). После этой ферментативной реакции [α-KIC] может идти одним из двух путей. В первом HMB продуцируется из [α-KIC] цитозольным ферментом KIC диоксигеназой (Sabourin and Bieber 1983). Цитозольная диоксигеназа широко охарактеризована и отличается от митохондриальной формы тем, что фермент диоксигеназа является цитозольным ферментом, тогда как фермент дегидрогеназа обнаружен исключительно в митохондриях (Sabourin and Bieber 1981, 1983). Важно отметить, что этот путь образования HMB является прямым и полностью зависит от диоксигеназы KIC печени. Следуя этому пути, HMB в цитозоле сначала превращается в цитозольный β-гидрокси-β-метилглутарил-CoA (HMG-CoA), который затем может быть направлен на синтез холестерина (Rudney 1957) (рис. 1). Фактически, многочисленные биохимические исследования показали, что HMB является предшественником холестерина (Zabin and Bloch 1951; Nissen et al. 2000).
7. Кольмайер М (май 2015 г.). «Лейцин». Метаболизм питательных веществ: структуры, функции и гены (2-е изд.). Академическая пресса. С. 385–388. ISBN  978-0-12-387784-0. Получено 6 июн 2016. Энергетическое топливо: в конечном итоге большая часть лея расщепляется, обеспечивая около 6,0 ккал / г. Около 60% проглоченного лей окисляется в течение нескольких часов ... Кетогенез: значительная часть (40% проглоченной дозы) превращается в ацетил-КоА и тем самым способствует синтезу кетонов, стероидов, жирных кислот и других соединения
   Рисунок 8.57: Метаболизм L-лейцин
8. Бансон Б.Дж., Андерсон В.Е., Петско Г.А. (февраль 2002 г.). «Структурный механизм еноил-КоА гидратазы: три атома из одной воды добавляются либо E1cb ступенчато, либо согласованно». Биохимия. 41 (8): 2621–9. Дои:10.1021 / bi015844p. PMID  11851409.

внешняя ссылка

• Эноил-КоА + гидратаза в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)