Homogentisát 1,2-dioxygenáza - Homogentisate 1,2-dioxygenase
| homogentisát 1,2-dioxygenáza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 3D vykreslování homogentisát dioxygenázy se zbytky aminokyselin na aktivním místě a barevným atomem železa. Histidin je žlutohnědá barva, glutamát červená barva a železo modrá. | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 1.13.11.5 | ||||||||
| Číslo CAS | 9029-49-6 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
| homogentisate 1,2-dioxygenase (homogentisate oxidase) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikátory | |||||||
| Symbol | HG D | ||||||
| Alt. symboly | AKU | ||||||
| Gen NCBI | 3081 | ||||||
| HGNC | 4892 | ||||||
| OMIM | 607474 | ||||||
| RefSeq | XM_001125882 | ||||||
| UniProt | Q93099 | ||||||
| Další údaje | |||||||
| EC číslo | 1.13.11.5 | ||||||
| Místo | Chr. 3 q21-q23 | ||||||
| |||||||
Homogentisát 1,2-dioxygenáza (oxidáza kyseliny homogentisové, homogentisát oxidáza, homogentisikáza) je enzym který katalyzuje přeměnu homogentisát na 4-maleylacetoacetát. Homogentisát 1,2-dioxygenáza nebo HGD se podílí na katabolismu aromatických kruhů, konkrétněji na rozkladu aminokyselin tyrosin a fenylalanin.[1] HGD se objevuje v metabolické cestě degradace tyrosinu a fenylalaninu, jakmile je produkován homogentisát molekuly. Homogentisát reaguje s HGD za vzniku maleylacetoacetátu, který se dále používá v metabolické cestě. HGD vyžaduje použití Fe2+ a O.2 za účelem štěpení aromatického kruhu homogentisátu.[2]
Enzym aktivní stránka
Aktivní místo homogentisátu 1,2-dioxygenázy bylo stanoveno prostřednictvím krystalové struktury, která byla zachycena prací Tituse a kol.[1] Prostřednictvím krystalové struktury bylo zjištěno, že aktivní místo obsahuje následující zbytky; His292, His335, His365, His371 a Glu341.
Homogentisát se váže v aktivním místě na Glu341, His335 a His371 prostřednictvím atomu Fe2 +. His292 se váže na hydroxylovou skupinu aromatického kruhu. His365 se váže na Glu341 pomocí vodíkové vazby ke stabilizaci postranních řetězců aminokyselin.
Patologie
Homegentisate 1,2 dioxygenase se podílí na typu metabolických onemocnění, tzv alkaptonurie. Tato porucha je způsobena neschopností těla vypořádat se s homogentisátem, který při oxidaci tělem vytvoří sloučeninu známou jako ochronotický pigment, který způsobuje černou barvu a má několik negativních účinků.[Citace je zapotřebí ]První z těchto účinků spočívá v tom, že ušní maz pacienta začne zčernat nebo zčervenat, záleží na jeho stravě, protože krev se oxiduje a tím zčerná kvůli přebytku ochronotického pigmentu. Dalším účinkem ochronotického pigmentu je, že se může hromadit v pojivové tkáni těla, což vede k degenerativní artritida jak osoba stárne.[2] Alkaptonurie má další účinek v tom, že může také způsobit zčernění moči, pokud se nechá sedět dostatečně dlouho na to, aby se oxidovala, i když je to často metoda pro testování genetického defektu. Metabolické onemocnění je autozomálně recesivní, takže oba rodiče musí předat gen svým dětem, aby mělo dítě vadu.[Citace je zapotřebí ]
Mechanismus
Borowski a kol. navrhují mechanismus pro HGD ve svém článku uvedeném v Journal of the American Chemistry. Zakládají svůj mechanismus na výsledcích z hybridů DFT výpočty s B3LYP funkcionáři využívající programy Gaussian03 a Jaguár. Otevření aromatického kruhu v homogentisátu je vícestupňový proces. V prvních dvou krocích Fe2+ souřadnice na karbonylové a ortofenolové kyslíky. Atom železa je také koordinován s His335, His371 a Glu341. Ó2 pak se váže na atom železa.,[2] následná reakce s aromatickým kruhem za vzniku meziproduktu přemostěného peroxidem.
V dalším kroku, O2 se štěpí tvorbou epoxid. Tento epoxidový meziprodukt umožňující radikální reakce nakonec otevřít a oxidovat šestičlenný kruh.
Kroky 1-8 mechanismu
Kroky 9-11 mechanismu
Reference
- ^ A b Titus GP, Mueller HA, Burgner J, Rodríguez De Córdoba S, Peñalva MA, Timm DE (červenec 2000). "Krystalová struktura lidské homogentisát dioxygenázy". Přírodní strukturní biologie. 7 (7): 542–6. doi:10.1038/76756. hdl:10261/71724. PMID 10876237. S2CID 6219553.
- ^ A b C Borowski T, Georgiev V, Siegbahn PE (prosinec 2005). "Mechanismus katalytické reakce homogentisát dioxygenázy: hybridní DFT studie". Journal of the American Chemical Society. 127 (49): 17303–14. doi:10.1021 / ja054433j. PMID 16332080.
externí odkazy
- GeneReviews / NCBI / NIH / UW vstup na Alkaptonuria
- OMIM záznamy o Alkaptonuria
- Homogentisát + 1,2-dioxygenáza v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)