Прокариотический белок биосинтеза рибофлавина - Prokaryotic riboflavin biosynthesis protein
| ФАД синтетаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 кристаллическая структура связывания флавина с модельной синтетазой из термотога маритины | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | FAD_syn | ||||||||
| Pfam | PF06574 | ||||||||
| Pfam клан | CL0119 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR015864 | ||||||||
| SCOP2 | 1n05 / Объем / СУПФАМ | ||||||||
| |||||||||
В прокариотический белок биосинтеза рибофлавина это бифункциональный фермент, обнаруженный в бактерии который катализирует фосфорилирование рибофлавин в флавинмононуклеотид (FMN) и аденилилирование FMN в флавинаденин динуклеотид (FAD). Он состоит из C-терминала рибофлавинкиназа и N-терминал FMN-аденилилтрансфераза. Этот бактериальный белок функционально подобен монофункциональным рибофлавинкиназам и FMN-аденилилтрансферазам эукариотических организмов, но только рибофлавинкиназы структурно гомологичны.
Структура
Прокариотические белки биосинтеза рибофлавина также известны как прокариотические FAD-синтетазы I типа, которые состоят из С-концевой рибофлавинкиназы (RFK) и N-концевой FMN-аденилилтрансферазы (FMNAT). Глобулярный RFK состоит из шести антипараллельных β-листов, которые образуют β-бочку, и прилегающую к этой структуре α-спираль. Ствол и спираль скреплены 7 независимыми петлями.[1] Модуль FMNAT содержит динуклеотид-связывающий домен α / β в активном сайте, который он использует для связывания с субстратом. Общая структура удерживается вместе 5 параллельными β-листами, которые примыкают к 4 α-спиралям, из которых 2 длинные и 2 короткие. Субдомен, содержащий 2 меньшие α-спирали, охватывает область, которая соединяется с C-концевым RFK-модулем.[2]
Механизм
Рибофлавин превращается в каталитически активный кофакторы ФАД и ФМН действиями рибофлавинкиназа EC 2.7.1.26, который превращает его в FMN и FAD синтетазу EC 2.7.7.2, который аденилаты FMN в FAD. Модуль RFK фосфорилаты субстрат рибофлавина и превращает его в FMN, который затем высвобождается из модуля. Эта реакция зависит от АТФ молекула, стабилизированная Mg2+ ion, который заставляет только одну фосфатную группу покидать АТФ и связываться с рибофлавином. Высвобожденный FMN затем присоединяется к N-концевому модулю FMNAT и аденилируется, при этом аденилильная группа АТФ присоединяется к фосфатной группе на FMN, а дифосфатная группа уходит.[1]
АТФ + рибофлавин ⇌ АДФ + ФМН
АТФ + ФМН ⇌ дифосфат + ФАД
Сравнение филогенетических доменов
Эукариоты обычно имеют два отдельных фермента, в то время как большинство прокариоты иметь единый бифункциональный белок которые могут выполнять оба катализатора, хотя в обоих случаях случаются исключения. Пока эукариотический монофункциональный RFK ортологичен бифункциональному прокариотический RFK, монофункциональный FMNAT отличается от своего прокариотический аналог, и вместо этого относится к семейству PAPS-редуктазы.[3][4] В бактериальный Модуль бифункционального фермента FMNAT отдаленно похож на эукариотический нуклеотидилтрансферазы и, следовательно, он может участвовать в аденилилирование реакция синтетаз ФАД.[5]
Рекомендации
- ^ а б Себастьян М., Серрано А., Веласкес-Кампой А., Медина М. (август 2017 г.). «Кинетика и термодинамика белок-лигандных взаимодействий в рибофлавинкиназной активности синтетазы FAD из Corynebacterium ammiagenes». Научные отчеты. 7 (1): 7281. Bibcode:2017НатСР ... 7.7281С. Дои:10.1038 / s41598-017-07875-5. ЧВК 5544777. PMID 28779158.
- ^ Фраго С., Мартинес-Хульвес М., Серрано А., Медина М. (сентябрь 2008 г.). «Структурный анализ ФАД-синтетазы из Corynebacterium ammiagenes». BMC Microbiology. 8 (1): 160. Дои:10.1186/1471-2180-8-160. ЧВК 2573891. PMID 18811972.
- ^ Картикеян С., Чжоу К., Остерман А.Л., Чжан Х. (ноябрь 2003 г.). «Конформационные изменения рибофлавинкиназы, вызванные связыванием лиганда: структурная основа упорядоченного механизма». Биохимия. 42 (43): 12532–8. Дои:10.1021 / bi035450t. PMID 14580199.
- ^ Галуччио М., Брицио С., Торчетти Е.М., Ферранти П., Джанацца Е., Индивери С., Бариле М. (март 2007 г.). «Сверхэкспрессия в Escherichia coli, очистка и характеристика изоформы 2 синтетазы FAD человека». Экспрессия и очистка белков. 52 (1): 175–81. Дои:10.1016 / j.pep.2006.09.002. PMID 17049878.
- ^ Крупа А., Сандхья К., Шринивасан Н., Джонналагадда С. (январь 2003 г.). «Консервативный домен в прокариотических бифункциональных FAD-синтетазах может потенциально катализировать перенос нуклеотидов». Тенденции в биохимических науках. 28 (1): 9–12. Дои:10.1016 / S0968-0004 (02) 00009-9. PMID 12517446.