Bisfosfoglycerát mutáza - Bisphosphoglycerate mutase

bisfosfoglycerát mutáza
Celý enzym.png
Krystalografická struktura dimerní lidské bisfosfoglycerát mutázy.[1]
Identifikátory
EC číslo5.4.2.4
Číslo CAS37211-69-1
Databáze
IntEnzIntEnz pohled
BRENDAVstup BRENDA
EXPASYPohled NiceZyme
KEGGVstup KEGG
MetaCycmetabolická cesta
PRIAMprofil
PDB strukturRCSB PDB PDBe PDBsum
Genová ontologieAmiGO / QuickGO
2,3-bisfosfoglycerát mutáza
Identifikátory
SymbolBPGM
Gen NCBI669
HGNC1093
OMIM222800
RefSeqNM_001724
UniProtP07738
Další údaje
EC číslo5.4.2.4
MístoChr. 7 q31-q34

Bisfosfoglycerát mutáza (BPGM) je enzym jedinečný pro erytrocyty a placentární buňky.[2] Je zodpovědný za katalytickou syntézu 2,3-bisfosfoglycerát (2,3-BPG) z 1,3-bisfosfoglycerát. BPGM má také mutáza a a fosfatáza funkce, ale ty jsou mnohem méně aktivní, na rozdíl od svého glykolitického bratrance fosfoglycerát mutáza (PGM), který upřednostňuje tyto dvě funkce, ale může také katalyzovat syntéza 2,3-BPG v menší míře.

Distribuce tkání

Protože hlavní funkcí bisfosfoglycerát mutázy je syntéza 2,3-BPG, nachází se tento enzym pouze v erytrocyty a placentární buňky.[2] v glykolýza, převod 1,3-BPG na 2,3-BPG by byl velmi neefektivní, protože jen přidává další zbytečný krok. Protože hlavní rolí 2,3-BPG je posunout rovnováha z hemoglobin směrem k deoxy-stavu je jeho produkce opravdu užitečná pouze v buňkách, které obsahují hemoglobin-erytrocyty a placentární buňky.

Funkce

1,3-BPG se tvoří jako meziprodukt v glykolýza. BPGM to poté převezme a převede na 2,3-BPG, které v něm plní důležitou funkci kyslík doprava. 2,3-BPG se váže s vysokou afinitou k hemoglobinu a způsobuje konformační změnu, která vede k uvolňování kyslíku. Místní tkáně pak mohou zachytit volný kyslík. To je také důležité v placentě, kde se plodová a mateřská krev dostávají do takové těsné blízkosti. U placenty produkující 2,3-BPG se uvolňuje velké množství kyslíku z blízkého mateřského hemoglobinu, který se pak může disociovat a vázat na fetální hemoglobin, který má mnohem nižší afinitu k 2,3-BPG.[2]

Struktura

Celkově

BPGM je dimer složený ze dvou identických proteinových podjednotek, každá s vlastním aktivním místem. Každá podjednotka se skládá ze šesti β-řetězců, βA-F a deseti α-šroubovic, α 1-10. Dimerizace nastává podél ploch β C a α 3 obou monomerů.[1] BPGM je zhruba z 50% identický se svým protějškem PGM, přičemž hlavní zbytky aktivního místa jsou konzervovány téměř ve všech PGM a BPGM.[1]

Důležité zbytky

  • Jeho11: nukleofil reakce 1,2-BPG na 1,3-BPG. Otáčí se tam a zpět pomocí His-188, aby se dostal do in-line pozice, aby mohl zaútočit na fosfátovou skupinu 1 '.[3]
  • His-188: podílí se na celkové stabilitě proteinu,[4] stejně jako vodíková vazba k substrátu, jako je His-11, který táhne do své katalytické polohy.
  • Arg90: ačkoli se tento pozitivně nabitý zbytek nepodílí přímo na vazbě, je nezbytný pro celkovou stabilitu proteinu. Může být nahrazen Lysin s malým účinkem na katalýzu.[4]
  • Cys23: má malý účinek na celkovou strukturu, ale velký účinek na reaktivitu enzymu.[5]

  • 2-3 Bisfosfoglycerát v aktivním místě bisfosfoglycerát mutázy. Zobrazeny a označeny jsou zbytky, které pomáhají udržovat substrát na místě: Arg10, Arg62, Arg100, Arg116, Arg117, Jeho11, Jeho188, Tyr92, Asn190, Glu89.

  • 2D zobrazení všech zbytků v aktivním místě, které pomáhají udržovat substrát ve správné poloze pro mutaci.[3]

  • Mechanismus pro převod 1-3BPG na 2-3 BPG.[3]

Mechanismus katalýzy

1,3-BPG se váže na Aktivní stránky, který způsobí a konformační změna, ve kterém se rozštěp kolem aktivního místa uzavírá na Podklad, bezpečně jej zajistěte na místě.[3] 1,3-BPG tvoří velké množství vodíkových vazeb na okolní zbytky, z nichž mnohé jsou kladně nabité, což výrazně omezuje jeho mobilitu. Jeho tuhost naznačuje velmi entalpicky řízenou asociaci. Konformační změny způsobují jeho11 otočit, částečně podporováno vodíkové vazby k jeho188. Jeho11 je přiveden do řady s fosfátovou skupinou a poté prochází SN2 mechanismus, ve kterém His11 je nukleofil který útočí na fosfátovou skupinu.[3] 2´ hydroxyskupina poté napadá fosfát a odstraňuje jej z His11, čímž se vytvoří 2,3-BPG.

Reference

  1. ^ A b C PDB: 1T8P​; Wang Y, Wei Z, Bian Q, Cheng Z, Wan M, Liu L, Gong W (září 2004). "Krystalová struktura lidské bisfosfoglycerát mutázy". J. Biol. Chem. 279 (37): 39132–8. doi:10,1074 / jbc.M405982200. PMID  15258155.
  2. ^ A b C Pritlove DC, Gu M, Boyd CA, Randeva HS, Vatish M (srpen 2006). "Nová placentární exprese 2,3-bisfosfoglycerát mutázy". Placenta. 27 (8): 924–7. doi:10.1016 / j.placenta.2005.08.010. PMID  16246416.
  3. ^ A b C d E Wang Y, Liu L, Wei Z, Cheng Z, Lin Y, Gong W (prosinec 2006). „Vidět proces fosforylace histidinu v lidské bisfosfoglycerátmutáze“. J. Biol. Chem. 281 (51): 39642–8. doi:10,1074 / jbc.M606421200. PMID  17052986.
  4. ^ A b Garel MC, Lemarchandel V, Calvin MC, Arous N, Craescu CT, Prehu MO, Rosa J, Rosa R (duben 1993). "Aminokyselinové zbytky podílející se na katalytickém místě lidské erytrocytové bisfosfoglycerátové mutázy. Funkční důsledky substitucí His10, His187 a Arg89". Eur. J. Biochem. 213 (1): 493–500. doi:10.1111 / j.1432-1033.1993.tb17786.x. PMID  8477721.
  5. ^ Ravel P, Craescu CT, Arous N, Rosa J, Garel MC (květen 1997). „Kritická role lidské bisfosfoglycerát mutázy Cys22 ve vazebném místě fosfatázového aktivátoru“. J. Biol. Chem. 272 (22): 14045–50. doi:10.1074 / jbc.272.22.14045. PMID  9162026.

Další čtení

externí odkazy