Шикимат дегидрогеназа - Shikimate dehydrogenase
| Шикимат дегидрогеназа | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 1.1.1.25 | ||||||||
| Количество CAS | 9026-87-3 | ||||||||
| 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, а шикимат дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.25 ) является фермент который катализирует то химическая реакция
- шикимат + НАДФ+ 3-дегидрошикимат + НАДФН + Н+
Таким образом, два субстраты этого фермента шикимат и НАДФ+, а его 3 товары находятся 3-дегидрошикимат, НАДФН, и ЧАС+. Этот фермент участвует в фенилаланин, тирозин и триптофан биосинтез.
Функция
Шикиматдегидрогеназа - это фермент, который катализирует одну стадию путь шикимата. Этот путь обнаружен у бактерий, растений, грибов, водорослей и паразитов и отвечает за биосинтез ароматических аминокислот (фенилаланин, тирозин, и триптофан ) от метаболизма углеводов. Напротив, у животных и людей этот путь отсутствует, поэтому продукты этого пути биосинтеза являются незаменимые аминокислоты которые должны быть получены с пищей животного.
Есть семь ферментов, которые играют роль в этом пути. Шикимат-дегидрогеназа (также известная как 3-дегидрошикимат-дегидрогеназа) - это четвертый этап из семи этапов процесса. На этом этапе 3-дегидрошикимат превращается в шикимат, а также восстанавливается НАДФ.+ в НАДФН.
Номенклатура
Этот фермент принадлежит к семейству оксидоредуктазы, особенно те, которые действуют на группу донора CH-OH с NAD+ или НАДФ+ как акцептор. В систематическое название этого класса ферментов шикимат: НАДФ+ 3-оксидоредуктаза. Другие широко используемые имена включают:
- дегидрошикимическая редуктаза,
- шикимат оксидоредуктаза,
- shikimate: НАДФ+ оксидоредуктаза,
- 5-дегидрошикиматредуктаза,
- шикимат-5-дегидрогеназа,
- 5-дегидрошикимическая редуктаза,
- Редуктаза DHS,
- шикимат: НАДФ+ 5-оксидоредуктаза и
- AroE.
Реакция
Шикимат дегидрогеназа катализирует обратимую НАДФН-зависимую реакцию 3-дегидрошикимата на шикимат.[1] Фермент уменьшает двойная связь углерод-кислород карбонил функциональная группа к гидроксил (ОН) группа, производящая шикимат анион. Реакция НАДФН зависит от НАДФН, который окисляется до НАДФ.+.
Структура
N-концевой домен
| Шикимат дегидрогеназа, N-концевой домен | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Шикиматдегидрогеназа AroE в комплексе с НАДФ+ | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | Shikimate_dh_N | ||||||||
| Pfam | PF08501 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR013708 | ||||||||
| SCOP2 | 1vi2 / Объем / СУПФАМ | ||||||||
| |||||||||
Субстрат-связывающий домен Shikimate дегидрогеназы, обнаруженный на N-конце, связывается с субстрат, 3-дегидрошикимат.[2] Считается, что это каталитический домен. Он имеет структуру из шести бета-нитей, образующих скрученный бета-лист с четырьмя альфа-спиралями.[2]
С-концевой домен
| Шикимат дегидрогеназа C конец | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Глутамил-тРНК редуктаза из methanopyrus kandleri | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | Shikimate_DH | ||||||||
| Pfam | PF01488 | ||||||||
| Pfam клан | CL0063 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR006151 | ||||||||
| SCOP2 | 1найт / Объем / СУПФАМ | ||||||||
| |||||||||
В C-терминал домен связывается с NADPH. Он имеет особую структуру, Россманн фолд, в результате чего шестицепочечный скрученный и параллельный бета-лист с петлями и альфа-спиралями, окружающими бета-лист ядра.[2]
Структура дегидрогеназы Shikimate характеризуется двумя доменами, двумя альфа-спиралями и двумя бета-слоями с большой щелью, разделяющей домены мономера.[3] Фермент симметричный. Шикимат дегидрогеназа также имеет сайт связывания NADPH, который содержит складку Россмана. Этот сайт связывания обычно содержит Р-петлю глицина.[1] Домены мономера демонстрируют значительную гибкость, что позволяет предположить, что фермент может открываться, чтобы связываться с субстратом 3-дегидрошикимат. Между доменами и сайтом связывания НАДФН происходят гидрофобные взаимодействия.[1] Это гидрофобное ядро и его взаимодействия фиксируют форму фермента, даже если фермент представляет собой динамическую структуру. Есть также данные, подтверждающие, что структура фермента сохраняется, то есть структура резко поворачивается, чтобы занимать меньше места.
Паралоги
кишечная палочка (Кишечная палочка) экспрессирует две разные формы шикиматдегидрогеназы, AroE и YdiB. Эти две формы являются параллелями друг друга. Две формы шикиматдегидрогеназы имеют разные первичные последовательности у разных организмов, но катализируют одни и те же реакции. Между последовательностями AroE и YdiB существует примерно 25% сходства, но их две структуры имеют схожие структуры с похожими складками. YdiB может использовать НАД или НАДФ в качестве кофактора, а также реагирует с хинной кислотой.[3] Оба они обладают высоким сродством к своим лигандам, что подтверждается их похожим ферментом (Kм) значения.[3] Обе формы фермента регулируются независимо.[3]
Приложения
Путь шикимата является мишенью для гербицидов и других нетоксичных препаратов, потому что путь шикимата отсутствует у людей. Глифосат, широко используемый гербицид, является ингибитором 5-енолпирувилшикимат-3-фосфат-синтазы или EPSP-синтазы, фермента в пути шикимата. Проблема в том, что этот гербицид использовался около 20 лет, и теперь появились некоторые растения, устойчивые к глифосату. Это имеет отношение к исследованиям шикиматдегидрогеназы, потому что важно поддерживать разнообразие в процессе блокирования ферментов в пути шикимата, и при дополнительных исследованиях шикимат дегидрогеназа может стать следующим ферментом, который будет ингибироваться в пути шикимата. Чтобы разработать новые ингибиторы, необходимо выяснить структуры всех ферментов, участвующих в этом пути. Наличие двух форм фермента усложняет разработку потенциальных лекарств, поскольку одна может компенсировать ингибирование другой. Также в базе данных TIGR указано, что существует 14 видов бактерий с двумя формами шикимат дегидрогеназы.[3] Это проблема для производителей лекарств, потому что есть два фермента, которые потенциальное лекарство должно ингибировать одновременно.[3]
Рекомендации
- ^ а б c Йе С., Фон Делфт Ф., Броун А., Кнут М.В., Суонсон Р.В., Макри Д.Е. (июль 2003 г.). «Кристаллическая структура шикимат дегидрогеназы (AroE) показывает уникальный способ связывания НАДФН». J. Bacteriol. 185 (14): 4144–51. Дои:10.1128 / JB.185.14.4144-4151.2003. ЧВК 164887. PMID 12837789.
- ^ а б c Ли ХХ (2012). «Структура с высоким разрешением шикиматдегидрогеназы из Thermotoga maritima обнаруживает плотно замкнутую конформацию». Молочные клетки. 33 (3): 229–33. Дои:10.1007 / с10059-012-2200-х. ЧВК 3887703. PMID 22095087.
- ^ а б c d е ж Мишель Дж., Росзак А. В., Сове В., Маклин Дж., Мэтт А., Коггинс Дж. Р., Сиглер М., Лапторн А. Дж. (Май 2003 г.). «Структуры шикимат дегидрогеназы AroE и ее Paralog YdiB. Общая структурная основа для различных видов деятельности». J. Biol. Chem. 278 (21): 19463–72. Дои:10.1074 / jbc.M300794200. PMID 12637497.
дальнейшее чтение
- Балинский Д., Дэвис Д. Д. (1961). «Ароматический биосинтез у высших растений. 1. Получение и свойства дегидрошикимической редуктазы». Biochem. J. 80 (2): 292–6. Дои:10.1042 / bj0800292. ЧВК 1243996. PMID 13686342.
- Мицухаши С, Дэвис Б.Д. (1954). «Ароматический биосинтез. XIII. Превращение хинной кислоты в 5-дегидрохиновую кислоту под действием хинной дегидрогеназы». Биохим. Биофиз. Acta. 15 (2): 268–80. Дои:10.1016/0006-3002(54)90069-4. PMID 13208693.
- Янив Х, Гилварг С (1955). «Ароматический биосинтез. XIV. 5-Дегидрошикимическая редуктаза». J. Biol. Chem. 213 (2): 787–95. PMID 14367339.
- Чаудхури С., Коггинс-младший (1985). «Очистка шикиматдегидрогеназы от кишечная палочка". Biochem. J. 226 (1): 217–23. Дои:10.1042 / bj2260217. ЧВК 1144695. PMID 3883995.
- Антон И.А., Коггинс-младший (1988). "Секвенирование и сверхэкспрессия кишечная палочка ген aroE, кодирующий шикиматдегидрогеназу ". Biochem. J. 249 (2): 319–26. Дои:10.1042 / bj2490319. ЧВК 1148705. PMID 3277621.
