Butyrátkináza - Butyrate kinase
| Butyrátkináza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Butyrátkináza jako oktomer. | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 2.7.2.7 | ||||||||
| Číslo CAS | 37278-14-1 | ||||||||
| Databáze | |||||||||
| IntEnz | IntEnz pohled | ||||||||
| BRENDA | Vstup BRENDA | ||||||||
| EXPASY | Pohled NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Vstup KEGG | ||||||||
| MetaCyc | metabolická cesta | ||||||||
| PRIAM | profil | ||||||||
| PDB struktur | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Genová ontologie | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
v enzymologie, a butyrátkináza (ES 2.7.2.7 ) je enzym že katalyzuje the chemická reakce
- ADP + butyrylfosfát ATP + butyrát
Tedy dva substráty tohoto enzymu jsou ADP a butyrylfosfát, zatímco jeho dva produkty jsou ATP a butyrát.
Tento enzym patří do rodiny transferázy, konkrétně ty, které přenášejí skupiny obsahující fosfor (fosfotransferázy ) s karboxylovou skupinou jako akceptorem. The systematické jméno této třídy enzymů je ATP: butanoát 1-fosfotransferáza. Tento enzym se účastní metabolismus butyrátu.
Tento enzym je transkribován z genu buk,[1][2] který je součástí Super rodina ASHKA.[3]
Mechanismus
- ADP + butyrylfosfát ATP + butyrát
Výše uvedená reakce je a nukleofilní substituce reakce. Elektronový pár z kyslíku na ADP napadá fosfor na butyrylfosfátu a rozbíjí vazbu mezi fosforem a kyslíkem za vzniku ATP a butyrátu. Mechanismus posouvání šipek je zobrazen výše.
Reakce může také probíhat v obráceném směru, jak je uvedeno níže, za určitých podmínek fermentace.[4][5]
- ATP + butyrát ADP + butyrylfosfát
Struktura
Od roku 2015 dva struktur byly pro tuto třídu enzymů vyřešeny pomocí PDB přístupové kódy 1SAZ a 1X9J. Studie provedená za účelem řešení 1SAZ byla v roce 2012 zatažena, protože údaje byly použity bez souhlasu jediného správce.[6]
Vyšetřovatelé studie, která vedla ke krystalizaci 1X9J, předpokládali, že enzym je oktomer vytvořen z dimery.[3] Krystalizovaná forma má poloměr 7,5 nm, což odpovídá a molekulární váha 380 kDa. Protože a monomer z buk2 je asi 43 kDa, věřilo se, že samotný enzym byl buď oktomer nebo a nonamer. Vyšetřovatelé předpokládali, že enzym byl oktomer, protože většina proteinů v super rodině ASHKA tvoří dimery.
Funkce
Butyrátkináza je v člověku aktivní dvojtečka.[1] Za vzniku butyrátu, dvou molekul acetyl-CoA jsou kombinovány a redukovány na výrobu butyryl-CoA. Butyryl CoA se poté dvěma reakcemi převede na butyrát. První reakce převádí butyryl-CoA na butyryl-fosfát pomocí fosfotransbutyryláza enzym.[2] Butyrylfosfát se poté pomocí butyrátkinázy převede na butyrát a při tom uvolní ATP.[7][8]
Butyrát hraje v buňkách důležitou roli, protože ovlivňuje buněčná proliferace, diferenciace, a apoptóza.[9][10]
Vzhledem k významným rolím, které butyrát hraje v buňkách, je nezbytné, aby butyrátkináza fungovala správně, což lze provést regulací enzymu. Jedna studie již dříve zjistila, že butyrátkináza není regulována svými konečnými produkty nebo jinými kyselinami, jako je kyselina octová,[11] ale k dalšímu objasnění regulace butyrátkinázy je třeba provést více studií.
Relevance nemoci
Jak je uvedeno v předchozí části, butyrát má mnoho buněčných funkcí. Vzhledem k jeho zapojení do těchto funkcí se předpokládá, že butyrát může působit jako ochranný prostředek proti rakovina tlustého střeva a různé zánětlivá onemocnění střev.[7][9][10][12] Butyrát hraje klíčovou roli v rakovině tlustého střeva změnou role týkající se buněčné proliferace a apoptózy v závislosti na stavu a podmínkách buňky.[9][10] Butyrát má také protizánětlivé účinky ke snížení zánětu tlustého střeva, jako je ulcerózní kolitida.[9] Jedna studie konkrétně identifikovala transkripční faktor NF-kB jako cíl butyrátu ke snížení počtu prozánětlivých cytokinů.[7]
Reference
- ^ A b Louis P, Duncan SH, McCrae SI, Millar J, Jackson MS, Flint HJ (duben 2004). „Omezená distribuce dráhy butyrátkinázy mezi bakteriemi produkujícími butyrát z lidského tlustého střeva“. Journal of Bacteriology. 186 (7): 2099–106. doi:10.1128 / jb.186.7.2099-2106.2004. PMC 374397. PMID 15028695.
- ^ A b Walter KA, Nair RV, Cary JW, Bennett GN, Papoutsakis ET (listopad 1993). „Pořadí a uspořádání dvou genů dráhy syntézy butyrátu Clostridium acetobutylicum ATCC 824“. Gen. 134 (1): 107–11. doi:10.1016/0378-1119(93)90182-3. PMID 8244020.
- ^ A b Diao J, Cooper DR, Sanders DA, Hasson MS (červen 2003). „Krystalizace butyrátkinázy 2 z Thermotoga maritima zprostředkovaná difúzí par kyseliny octové“. Acta Crystallographica D. 59 (Pt 6): 1100–2. doi:10,1107 / s0907444903007832. PMID 12777787.
- ^ Wiesenborn DP, Rudolph FB, Papoutsakis ET (únor 1989). „Fosfotransbutyryláza z Clostridium acetobutylicum ATCC 824 a její role v acidogenezi“. Aplikovaná a environmentální mikrobiologie. 55 (2): 317–22. doi:10.1128 / AEM.55.2.317-322.1989. PMC 184108. PMID 2719475.
- ^ Rogers, P (1986). "Genetika a biochemie Clostridium relevantní pro vývoj fermentačních procesů". Advances in Applied Microbiology Volume 31. Pokročilá aplikace mikrobiologie. Pokroky v aplikované mikrobiologii. 31. s. 1–60. doi:10.1016 / s0065-2164 (08) 70438-6. ISBN 9780120026319.
- ^ Diao, J .; Hasson, M. S. (červen 2012). "Retrakce. Krystalová struktura butyrátkinázy 2 z Thermotoga maritima, člena nadčeledi ASKHA fosfotransferáz". Journal of Bacteriology. 194 (11): 3033. doi:10.1128 / jb.00549-12. PMC 3370641. PMID 22582386.
- ^ A b C Pryde SE, Duncan SH, Hold GL, Stewart CS, Flint HJ (prosinec 2002). „Mikrobiologie tvorby butyrátu v lidském tlustém střevě“. Mikrobiologické dopisy FEMS. 217 (2): 133–9. doi:10.1111 / j.1574-6968.2002.tb11467.x. PMID 12480096.
- ^ Bennett, George; Rudolph, Frederick (1995). „Centrální metabolická cesta z acetyl-CoA na butyryl-CoA v Clostridium acetobutylicum“. Recenze mikrobiologie FEMS. 17 (3): 241–249. doi:10.1016 / 0168-6445 (95) 00011-Z.
- ^ A b C d Wächtershäuser A, Stein J (srpen 2000). „Odůvodnění pro luminální zajištění butyrátu při střevních onemocněních“. European Journal of Nutrition. 39 (4): 164–71. doi:10.1007 / s003940070020. PMID 11079736. S2CID 43828892.
- ^ A b C Sengupta S, Muir JG, Gibson PR (leden 2006). „Chrání butyrát před kolorektálním karcinomem?“. Journal of Gastroenterology and Hepatology. 21 (1 Pt 2): 209–18. doi:10.1111 / j.1440-1746.2006.04213.x. PMID 16460475. S2CID 7830703.
- ^ Ballongue, Jean; Amine, Jamel; Gay, Peptitdemange; Gay, Robert (červenec 1986). „Regulace acetátkinázy a butyrátkinázy kyselinami v Clostridium acetobutylicum“. Mikrobiologické dopisy FEMS. 35 (2–3): 295–301. doi:10.1111 / j.1574-6968.1986.tb01546.x.
- ^ Segain JP, Raingeard de la Blétière D, Bourreille A, Leray V, Gervois N, Rosales C, Ferrier L, Bonnet C, Blottière HM, Galmiche JP (září 2000). „Butyrát inhibuje zánětlivé reakce prostřednictvím inhibice NFkappaB: důsledky pro Crohnovu chorobu“. Střevo. 47 (3): 397–403. doi:10.1136 / gut.47.3.397. PMC 1728045. PMID 10940278.
