Формиат C-ацетилтрансфераза - Formate C-acetyltransferase
| формиат C-ацетилтрансфераза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 2.3.1.54 | ||||||||
| Количество CAS | 9068-08-0 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
В энзимология, формиат C-ацетилтрансфераза (пируват формиатлиаза) (EC 2.3.1.54 ) является фермент. Пируватформиатлиаза содержится в кишечная палочка[1] и другие организмы. Это помогает регулировать анаэробный глюкоза метаболизм. Используя радикальную не окислительно-восстановительную химию, он катализирует обратимое преобразование пируват и коэнзим-А в форматировать и ацетил-КоА. Реакция происходит следующим образом:
Этот фермент принадлежит к семейству трансферазы особенно те ацилтрансферазы переносящие группы, отличные от аминоацильных групп. В систематическое название этого класса ферментов ацетил-КоА: формиат С-ацетилтрансфераза. Другие широко используемые имена включают пируват формиат-лиаза, пировиноградная формиат-лиаза, и формиатацетилтрансфераза. Этот фермент участвует в 3 метаболические пути: метаболизм пирувата, метаболизм пропаноата, и метаболизм бутаноата.
Структурные исследования
На конец 2007 г. 8 структуры были решены для этого класса ферментов, с PDB коды доступа 1см5, 1П16, 1П17, 1П18, 1МЗО, 1QHM, 2ПФЛ, и 3ПФЛ.
Пируватформиатлиаза представляет собой гомодимер из 85 кДа, остаток 759 подразделения. Имеет 10-жильный бета / альфа баррель мотив в который вставлен бета-палец, содержащий основные каталитические остатки. В активный сайт фермента, выясненного рентгеновская кристаллография, содержит три незаменимые аминокислоты, которые выполняют катализ (Gly734, Cys418, и Cys419), три основных остатка, которые удерживают субстрат пируват рядом (Arg435, Arg176 и Ala272 ) и два фланкирующих гидрофобных остатка (Trp333 и Phe432 ).[2]
Исследования обнаружили структурное сходство между активным центром пируватформиатлиазы и активным центром I и III классов. рибонуклеотидредуктаза (RNR) ферменты.[2][3]
Механизм
Роли трех каталитических остатков
- Gly734 (глицильный радикал) - переносит радикал на Cys418 и с него через Cys419
- Cys418 (тиильный радикал) - делает ацилирование химия на атоме углерода пирувата карбонил
- Cys419 (тиильный радикал) - выполняет атом водорода переводы
Шаги
- Предлагаемый механизм пируватформиатлиазы начинается с радикального переноса от Gly734 к Cys418 через Cys419.
- Тиильный радикал Cys418 ковалентно присоединяется к C2 (второму атому углерода) пирувата, образуя промежуточный ацетил-фермент (который теперь содержит радикал).
- Промежуточный продукт ацетил-фермент высвобождает формильный радикал, который переносит атом водорода с Cys419. Это генерирует формиат и радикал Cys419.
- коэнзим-A входит и претерпевает перенос атома водорода с радикалом Cys419 с образованием радикала кофермента-A.
- Затем радикал кофермента-A забирает ацетильную группу у Cys418 с образованием ацетил-CoA, оставляя после себя радикал Cys418.
- Пируватформиатлиаза может затем претерпеть радикальный перенос, чтобы вернуть радикал на Gly734.
Обратите внимание, что каждый шаг обратим.[4][5]
Регулирование
Два дополнительных фермента регулируют «включено» и «выключено» состояния пируватформиатлиазы для регуляции анаэробного метаболизма глюкозы: пируватформиатлиаза-активаза (AE) и пируватформиатлиаза-деактиваза. Активированная пируватформиатлиаза позволяет образовывать ацетил-КоА, небольшую молекулу, важную для производства энергии, когда пируват доступен. Деактивированная пируватформиатлиаза, даже при наличии субстратов, не катализирует реакцию.
Пируватформиатлиаза-активаза входит в состав радикала SAM (S-аденозилметионин ) надсемейство. Фермент «включает» пируватформиатлиазу, превращая Gly734 (G-H) в радикал Gly734 (G*) через 5'-дезоксиаденозильный радикал (через радикальный SAM ).[6]
Для получения дополнительной информации о радикальной активации SAM и радикальный SAM ферменты, см. обсуждение Wang et al., 2007.[7]
Дезактиваза пируватформиатлиазы «отключает» пируватформиатлиазу путем тушения радикала Gly734.[8] Кроме того, пируватформиатлиаза чувствительна к молекулярным кислород (O2), присутствие которого отключает фермент.[9]
Рекомендации
- ^ Knappe J, Blaschkowski HP, Grobner P, Schmitt T (1974). «Пируват формиат-лиаза Escherichia coli: промежуточный ацетил-фермент». Евро. J. Biochem. 50 (1): 253–63. Дои:10.1111 / j.1432-1033.1974.tb03894.x. PMID 4615902.
- ^ а б Беккер А., Фриц-Вольф К., Кабш В., Кнаппе Дж., Шульц С., Фолькер Вагнер А.Ф. Структура и механизм глицилрадикального фермента пируватформиат-лиазы. 1999 Nat. Struct. Биол. 6: 969–975.
- ^ Леппанен В.М., Меркель М.С., Оллис Д.Л., Вонг К.К., Козарич Д.В., Гольдман А. Пируватформиатлиаза структурно гомологична рибонуклеотидредуктазе I. 1999 Структура 7: 733–744.
- ^ а б Becker, A., Kabsch W. Рентгеновская структура пируватформиат-лиазы в комплексе с пируватом и КоА. Как фермент использует Cys-418 тиильный радикал для расщепления пирувата. 2002 г., журнал J Biol Chem. 277 (42): 40036–42.
- ^ а б Plaga, W., Wielhaber, G., Wallach, J., Knappe, J. Модификация Cys-418 пируватформиат-лиазы метакриловой кислотой на основе ее радикального механизма. 2000 FEBS Lett. 466 (1): 45–8.
- ^ Frey, M., Rothe, M., Wagner, AF., Knappe, J. Аденозилметионин-зависимый синтез глицильного радикала в пируватформиатлиазе путем отщепления от атома водорода глицина C-2 pro-S. Исследования [2H] глицин-замещенного фермента и пептидов, гомологичных сайту глицина 734. 1994 г., журнал J Biol Chem. 269 (17): 12432–7.
- ^ Ван, Южная Каролина, Фрей PA. S-аденозилметионин как окислитель: радикальное суперсемейство SAM. 2007 Trends Biochem. Sci. 32 (3): 101–10.
- ^ Ннепи, MR., Peng, Y., Broderick, JB. Инактивация пируватформиат-лиазы E. coli: роль AdhE и малых молекул. 2007 Arch Biochem Biophys. 459 (1): 1–9.
- ^ Zhang, W., Wong, KK., Magliozzo, RS., Kozarich, JW. Инактивация пируватформиат-лиазы кислородом: определение механистического взаимодействия глицина 734 и цистеина 419 с помощью быстрого ЭПР с замораживанием и тушением. 2001 Биохимия 40 (13): 4123–30.
