DAHP syntáza - DAHP synthase - Wikipedia

3-deoxy-7-fosfoheptulonát syntáza
Identifikátory
EC číslo2.5.1.54
Číslo CAS9026-94-2
Databáze
IntEnzIntEnz pohled
BRENDAVstup BRENDA
EXPASYPohled NiceZyme
KEGGVstup KEGG
MetaCycmetabolická cesta
PRIAMprofil
PDB strukturRCSB PDB PDBe PDBsum
Genová ontologieAmiGO / QuickGO
Doména DAHP syntetázy I.
PDB 1pck EBI.jpg
Struktura Aquifex aeolicus kdo8ps v komplexu s z-methyl-pep 2-dehydro-3-deoxyfosfoktoonát aldolázou.[1]
Identifikátory
SymbolDAHP_synth_1
PfamPF00793
Pfam klanCL0036
InterProIPR006218
SCOP251569 / Rozsah / SUPFAM

3-Deoxy-D-arabinoheptulosonát 7-fosfát (DAHP) syntáza (ES 2.5.1.54 ) je první enzym v řadě metabolické reakce známý jako shikimate cesta, který je odpovědný za biosyntéza z aminokyseliny fenylalanin, tyrosin, a tryptofan. Jelikož se jedná o první enzym v shikimate dráze, řídí množství uhlíku vstupujícího do dráhy. Enzym inhibice je primární metoda regulace množství uhlíku vstupujícího do dráhy.[2] Formy tohoto enzymu se mezi organismy liší, ale lze o nich uvažovat DAHP syntáza na základě reakce, která je katalyzována tímto enzymem.

v enzymologie, DAHP syntáza (ES 2.5.1.54 ) je enzym že katalyzuje the chemická reakce

fosfoenolpyruvát + D-erytrosa 4-fosfát + H2Ó 3-deoxy-D-arabinohept-2-ulosonát 7-fosfát + fosfát

Strom substráty tohoto enzymu jsou fosfoenolpyruvát, D-erytrosa-4-fosfát, a H2Ó, zatímco jeho dva produkty jsou 3-deoxy-D-arabinohept-2-ulosonát 7-fosfát a fosfát.

Nomenklatura

Tento enzym patří do rodiny transferázy, konkrétně ty, které přenášejí arylové nebo alkylové skupiny jiné než methylové skupiny. The systematické jméno z této třídy enzymů je fosfoenolpyruvát: D-erytrosa-4-fosfát C- (1-karboxyvinyl) transferáza (fosfát hydrolyzující, tvořící 2-karboxy-2-oxoetyl). Mezi další běžně používaná jména patří 2-dehydro-3-deoxy-fosfoheptonát aldoláza, 2-keto-3-deoxy-D-arabino-heptonová kyselina 7-fosfát syntetáza, 3-deoxy-D-arabino-2-heptulosonová kyselina 7- fosfát syntetáza, 3-deoxy-D-arabino-heptolosonát-7-fosfát syntetáza, 3-deoxy-D-arabino-heptulosonát 7-fosfát syntetáza, 7-fosfo-2-keto-3-deoxy-D-arabino-heptonát D -erythrosa-4-fosfát, lyáza (pyruvát-fosforylační), 7-fosfo-2-dehydro-3-deoxy-D-arabino-heptonát, D-erytrosa-4-fosfát-lyáza (pyruvát-fosforylační), D-erytrosa- 4-fosfát-lyáza, D-erytrosa-4-fosfát-lyáza (pyruvát-fosforylační), DAH7-P syntáza, DAHP syntáza, DS-Co, DS-Mn, KDPH syntáza, KDPH syntetáza, deoxy-D-arabino-heptulosonát -7-fosfát syntetáza, fosfo-2-dehydro-3-deoxyheptonát aldoláza, fosfo-2-keto-3-deoxyheptanoát aldoláza, fosfo-2-keto-3-deoxyheptonát aldoláza, fosfo-2-keto-3-deoxyheptonová aldoláza, a fosfo-2-oxo-3-deoxyheptonát aldoláza.

Biologická funkce

Primární funkcí DAHP syntázy je katalyzovat reakci fosfoenolpyruvát a 4-fosfát D-erytrosy na DAHP a fosfát. Další biologickou funkcí enzymu je však regulace množství uhlíku, které vstupuje do shikimální dráhy. Toho je dosaženo primárně dvěma různými způsoby, inhibicí zpětné vazby a kontrolou transkripce.[2] Inhibice zpětné vazby a kontrola transkripce jsou oba mechanismy regulace uhlíku v bakteriích, ale jediný mechanismus regulace nalezený v DAHP syntáze nalezené v rostlinách je kontrola transkripce.[2]

v Escherichia coli, druh bakterie, DAHP syntáza se nalézá jako tři izoenzymy, z nichž každá je citlivá na jednu z aminokyselin produkovaných v shikimate dráze.[3] Ve studii DAHP syntázy citlivé na tyrosin v E. coli bylo zjištěno, že enzym je inhibován tyrosinem nekompetitivní inhibicí s ohledem na fosfoenolpyruvát, první substrát reakce katalyzovaný DAHP syntázou, zatímco enzym je inhibován tyrosinem kompetitivní inhibicí s ohledem na D-erythrosa 4-fosfát, druhý substrát reakce katalyzovaný DAHP syntázou, když je koncentrace tyrosinu nad 10 μM.[3] Bylo také stanoveno, že enzym je inhibován anorganickým fosfátem nekompetitivní inhibicí vůči oběma substrátům a inhibován DAHP kompetitivní inhibicí vůči fosfoenolpyruvát a nekompetitivní inhibice s ohledem na D-erytrosa-4-fosfát.[3] Studie inhibice produktu to ukázaly fosfoenolpyruvát je první substrát, který se váže na enzymový komplex, anorganický fosfát je prvním produktem, který se oddělí od komplexu enzymů.[3] Množství uhlíku vstupujícího do shikimální dráhy lze tedy regulovat inhibicí DAHP syntázy z katalyzování reakce, která tvoří DAHP.

Tok uhlíku do cesty shikimate v rostlinách je regulován transkripční kontrolou.[3] Tato metoda se vyskytuje také v bakteriích, ale převládající je inhibice zpětné vazby.[2] Jak rostliny postupovaly růstovým cyklem, aktivita DAHP syntázy se měnila.[2]

Katalytická aktivita

Kovové ionty jsou nutné, aby DAHP syntáza mohla katalyzovat reakce.[2] V DAHP syntáze se ukázalo, že vazebné místo obsahuje vzory cystein a histidin zbytky vázané na kovové ionty způsobem Cys-X-X-His.[2]

Ukázalo se, že DAHP syntázy obecně vyžadují iont dvojmocného kovu kofaktor aby enzym správně fungoval.[4] Kovové ionty, které mohou fungovat jako kofaktory, zahrnují Mn2+, Fe2+Co2+, Zn2+, Cu2+a Ca2+.[4] Studie naznačují, že se každý kovový iont váže na každý monomer DAHP syntázy.[4]

Níže je uvedena reakce katalyzovaná DAHP syntázou.

Toto je reakce katalyzovaná DAHP syntázou.

Struktura

Tento obrázek ukazuje kvartérní strukturu DAHP syntázy.
Tento obrázek ukazuje kvartérní strukturu DAHP syntázy, přičemž sekundární a terciární struktury jsou znázorněny v karikatuře.

Kvartérní struktura DAHP syntázy se skládá ze dvou pevně vázaných dimery, což znamená, že DAHP syntáza je a tetramer.[5]

Vpravo je obrázek DAHP syntázy, který zobrazuje kvartérní strukturu DAHP syntázy. Tento obrázek ukazuje, že DAHP syntáza se skládá ze dvou pevně vázaných dimerů. Každý z monomerních řetězců má jinou barvu.

Pod prvním obrázkem vpravo je obrázek DAHP syntázy, který také zobrazuje kvartérní strukturu, avšak tento obrázek je v karikatuře. Tento pohled také ukazuje, že každý ze čtyř monomerů je zbarven odlišně. Kromě toho lze tento pohled také použít k zobrazení sekundárních a terciárních struktur. Jak je ukázáno, dva z monomerů mají beta listy, které interagují na jedné straně enzymu, zatímco další dva monomery mají beta listy, které interagují na opačné straně.

Strukturální studie

Ke konci roku 2007 čtyři struktur byly pro tuto třídu enzymů vyřešeny pomocí PDB přístupové kódy 1RZM, 1VR6, 1VS1, a 2B7O.

Rodina syntetizátorů DAHP třídy II
Identifikátory
SymbolDAHP_synth_2
PfamPF01474
Pfam klanCL0036
InterProIPR002480

Reference

  1. ^ Xu X, Wang J, Grison C, Petek S, Coutrot P, Birck MR, Woodard RW, Gatti DL (2003). „Strukturovaný design nových inhibitorů 3-deoxy-D-manno-octulosonát 8-fosfát syntázy“. Návrh a objev léků. 18 (2–3): 91–9. doi:10.3109/10559610290271787. PMID  14675946.
  2. ^ A b C d E F G Herrmann K, Entus R (2001). „Shikimate Pathway: Aromatic Amino Acids and Beyond“. Encyclopedia of Life Sciences. doi:10.1038 / npg.els.0001315. ISBN  978-0-470-01617-6.
  3. ^ A b C d E Schoner R, Herrmann KM (září 1976). "3-Deoxy-D-arabino-heptulosonát 7-fosfát syntáza. Čištění, vlastnosti a kinetika izoenzymu citlivého na tyrosin z Escherichia coli". The Journal of Biological Chemistry. 251 (18): 5440–7. PMID  9387.
  4. ^ A b C Stephens CM, Bauerle R (listopad 1991). "Analýza požadavku na kov 3-deoxy-D-arabino-heptulosonát-7-fosfát syntázy z Escherichia coli". The Journal of Biological Chemistry. 266 (31): 20810–7. PMID  1682314.
  5. ^ Shumilin IA, Kretsinger RH, Bauerle RH (červenec 1999). "Krystalová struktura fenylalaninem regulované 3-deoxy-D-arabino-heptulosonát-7-fosfát syntázy z Escherichia coli". Struktura. 7 (7): 865–75. doi:10.1016 / S0969-2126 (99) 80109-9. PMID  10425687.

Další čtení