Glutamát 2,3-aminomutáza - Glutamate 2,3-aminomutase

Glutamát 2,3-aminomutáza (ES 5.4.3.9 ) je enzym který patří k radikální s-adenosyl methionin (SAM) nadčeleď. Radikální enzymy SAM usnadňují redukční štěpení S-adenosylmethionin (SAM) prostřednictvím použití radikální chemie a klastr železo-síra.[1] Tato rodina enzymů se podílí na biosyntéze prekurzorů DNA, vitamínů, kofaktorů, antibiotik a herbicidů a na biodegradačních cestách.[1] Zejména glutamát 2,3 aminomutáza se podílí na přeměně L-alfa-glutamátu na L-beta-glutamát v Clostridium difficile.[2] Zobecněná reakce je uvedena níže:

Tento enzym úzce souvisí s Lysin 2,3-aminomutáza (LAM) a předpokládá se, že používá podobné kofaktory a má podobný reakční mechanismus. Experimentální důkazy naznačují, že glutamát 2,3 aminomutáza používá pyridoxal 5-fosfátový kofaktor ke katalýze zobrazené reakce. The pyridoxal 5-fosfát kofaktor (vitamin B6) je silně využíván enzymy, které katalyzují transformace aminokyselin.[3]

Navrhovaný mechanismus

Porovnáním aminokyselinových sekvencí blízce příbuzného enzymu s glutamát 2,3-aminomutázou, lysin 2,3-aminomutázou, byli vědci schopni identifikovat klíčové katalytické zbytky glutamát 2,3-aminomutázy, které se odlišují od podobných aminomutáz. V případě lysin 2,3-aminomutázy se lysin váže na enzym v aktivním stavu, zatímco glutamát 2,3-aminomutáza má glutamát vázaný v aktivním stavu. Zdá se, že se oba enzymy váží a-karboxylát skupiny na svých příslušných aminokyselinových substrátech podobným způsobem za použití argininových zbytků v polohách 134 (lysin 2,3 aminomutáza) a 173 (glutamát 2,3-aminomutáza). Vazba postranních řetězců aminokyselin se však liší, protože lysin poskytuje základní vlastnosti, kdežto glutamát poskytuje kyselé vlastnosti. Navrhovanými identifikačními zbytky glutamát 2,3-aminomutázy jsou Lys332 a Asn369, které se pravděpodobně váží na y-karboxylátovou skupinu glutamátu. Toto je klíčový rozdíl od lysin 2,3-aminomutázy, protože tento enzym používá k vazbě ε– Asp293 a Asp330aminium skupina lysinu. Navrhované rozdíly vedou k jedinečnému vzoru vodíkových vazeb k dalšímu rozlišení glutamát 2,3-aminomutáz od lysin 2,3-aminomutáz, který je zde uveden:[2]

Na základě vysoce účinná kapalinová chromatografie (HPLC) a elektronová paramagnetická rezonanční (EPR) spektroskopie technik, následující navrhované reakční schéma glutamát 2,3-aminomutázy je uvedeno níže:[2]

1. Počínaje od levého středu dochází k transaldiminaci pomocí L-glutamátu ke generování externího aldiminu PLP. Tím se uvolní aktivní místo lysin.

2. S-adenosylmethionin se reverzibilně štěpí na 5'-deoxyadenosylový radikál prostřednictvím interakcí s klastrem železa a síry v enzymu.

3. Spolu s 5'-deoxyadenosylem se tvoří radikál, který zůstává vázán na aktivní místo.

4. Izomerizace původního radikálu na druhou a následnou třetí formu radiálu nastane.

5. Třetí radikál souvisí s β-glutamátem a je schopen izolovat atom vodíku z 5'-deoxyadenosinu.

6. Aldimin PLP a β-glutamát podléhá další transaldimaci volným aktivním místem lysinu a uvolňuje β-glutamát a regeneruje počáteční formu PLP, aby umožnil další katalytický cyklus.

Reference

  1. ^ A b Sofia, Heidi J .; Chen, Guang; Hetzler, Beth G .; Reyes-Spindola, Jorge F .; Miller, Nancy E. (01.03.2001). „Radical SAM, nová nadrodina proteinů spojující nevyřešené kroky ve známých biosyntetických drahách s radikálními mechanismy: funkční charakterizace pomocí nových metod analýzy a vizualizace informací“. Výzkum nukleových kyselin. 29 (5): 1097–1106. doi:10.1093 / nar / 29.5.1097. ISSN  0305-1048. PMC  29726. PMID  11222759.
  2. ^ A b C Ruzicka FJ, Frey PA (únor 2007). „Glutamát 2,3-aminomutáza: nový člen radikální nadrodiny enzymů SAM“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - bílkoviny a proteomika. 1774 (2): 286–96. doi:10.1016 / j.bbapap.2006.11.008. PMC  1945111. PMID  17222594.
  3. ^ „Molekulární vývoj enzymů závislých na pyridoxal-5'-fosfátu“. doi:10.1002 / 9780470123201.ch4. PMID  10800595. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)

externí odkazy