Oxaloacetát dekarboxyláza - Oxaloacetate decarboxylase - Wikipedia
| oxaloacetát dekarboxyláza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 4.1.1.3 | ||||||||
| Číslo CAS | 9024-98-0 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
| Na + - transportující oxaloacetát dekarboxyláza beta podjednotka | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | OAD_beta | ||||||||
| Pfam | PF03977 | ||||||||
| Pfam klan | CL0064 | ||||||||
| InterPro | IPR005661 | ||||||||
| TCDB | 3.B.1 | ||||||||
| |||||||||
| Oxaloacetát dekarboxyláza, gama řetězec | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | OAD_gamma | ||||||||
| Pfam | PF04277 | ||||||||
| InterPro | IPR005899 | ||||||||
| TCDB | 3.B.1 | ||||||||
| |||||||||
Oxaloacetát dekarboxyláza je karboxy-lyáza podílí se na přeměně oxaloacetát do pyruvát.
Je zařazen do kategorie pod ES 4.1.1.3.
Aktivita oxaloacetát dekarboxylázy v daném organismu může být způsobena aktivitou jablečný enzym, pyruvátkináza, malát dehydrogenáza, pyruvátkarboxylázu a PEP karboxykináza nebo aktivita "skutečných" oxaloacetát dekarboxyláz. Posledně jmenované enzymy katalyzují nevratné dekarboxylace oxaloacetátu a lze jej rozdělit na (i) dvojmocný kation-dependentní oxaloacetát dekarboxylázy a (ii) vázané na membránu oxaloacetát-dekarboxylázy závislé na sodíku a obsahující biotin z enterobakterie.[2][3]
Kinetické vlastnosti
Oxaloacetát dekarboxyláza z rodiny dekarboxyláz závislých na dvojmocných kationtech byla izolována z Corynebacterium glutamicum v roce 1995 Jetten et al. Tento enzym selektivně katalyzoval dekarboxylaci oxaloacetátu na pyruvát a CO2 s a Km 2,1 mM, Vmax 158 umol a kcat 311 s ^ -1.[3] Mn2 + byl vyžadován pro enzymatickou aktivitu s Km 1,2 mM pro Mn2 +.
Oxaloacetát dekarboxyláza nalezená v mitochondriích a rozpustné cytoplazmě byla izolována a purifikována z jaterních buněk potkana v roce 1974 Wojtcakem a kol. Enzym nebyl aktivován dvojmocnými kationty ani inhibován chelatačními činidly. Stanovená hodnota Km byla 0,55 mM a optimální pH pro enzym mezi 6,5 a 7,5.[4]
Cytoplazmatické enzymy
Nalezeno v různých mikroorganismech, jako je Pseudomonas, Acetobacter, C. glutamicum, Veillonella parvula, a A. vinelandii, cytoplazmatický oxaloacetát dekarboxylázy jsou závislé na přítomnosti dvojmocných kationtů, jako jsou Mn2 +, Co2 +, Mg2 +, Ni2 + nebo Ca2 +. Tyto enzymy jsou inhibovány acetyl-CoA a ADP.[2]
Enzymy vázané na membránu
Oxaloacetát dekarboxyláza vázaná na membránu byl prvním enzymem z rodiny transportních dekarboxyláz na bázi Na +, u kterého bylo prokázáno, že působí jako primární Na + čerpadlo.[5] Tato skupina enzymů zahrnuje methylmalonyl-CoA dekarboxylázu, malonát dekarboxylázu a glutanoyl-CoA dekarboxylázu, které se nacházejí výhradně v anaerobních bakteriích.[6]
Dekarboxylací beta-ketokyseliny oxaloacetátu se získá nezbytné energie zdarma k pumpě sodné ionty přes lipidovou dvojvrstvu. Výsledný gradient sodíku řídí syntézu ATP, transport rozpuštěných látek a pohyblivost.[7] Celková reakce katalyzovaná pumpou je výměna dvou intracelulárních iontů Na + za jeden extracelulární iont H +; reakce je iniciována enzymem katalyzovanou dekarboxylací oxaloacetátu v karboxyltransferázové doméně alfa podjednotky, čímž se získá pyruvát a karboxybiotin.[8] Pumpa oxaloacetát-dekaboxylázy je také reverzibilní: při vysokých koncentracích extracelulárního Na + bude pumpa spojovat pohyb Na + z kopce do cytosolu s karboxylací pyruvátu za vzniku oxaloacetátu.[9]
Členové této rodiny enzymy jsou typicky vyžínače, složený z alfa, beta a gama podjednotky.[10][11] Podjednotky beta a gama jsou integrální membránové proteiny.[11][12] Podjednotka beta ~ 45 kDa má devět transmembránový segmenty, které slouží k propojení dekarboxylace karboxybiotinu s translokací Na + z cytoplazmy do periplazma.[7] Malá ~ 9kDa gama podjednotka je integrální membránový protein s jednou šroubovicí na N-konci, následovanou a hydrofilní C-terminální doména, která interaguje s alfa podjednotkou. Gama podjednotka je nezbytná pro celkovou stabilitu komplexu a pravděpodobně slouží jako kotva k udržení alfa a beta podjednotek na místě.[13][14] Kromě toho gama podjednotka významně zrychluje rychlost dekarboxylace oxaloacetátu v alfa podjednotce, což koreluje s koordinace kovového iontu Zn2 + několika zbytky na hydrofilním C-konci.[8]
Alfa podjednotka, která je ~ 65 kDa, je biotinylovaná protein periferní membrány na cytosolické straně membrány.[8] V alfa podjednotce je karboxyltransferáza (CT) doména, gama asociační doména oxaloacetát dekarboxylázy a doména biotin karboxylového nosiče. The Krystalická struktura forem domény CT a Hlaveň TIM složit formaci dimeru, která koordinuje s iontem Zn2 + v a katalytické místo.[13] Enzym je zcela inaktivován specifickým mutageneze Asp17, His207 a His209, které slouží jako ligandy pro kovový ion Zn2 + nebo Lys178 poblíž Aktivní stránky, což naznačuje, že Zn2 + stejně jako Lys178 jsou nezbytné pro katalýzu.[6]
Viz také
Reference
- ^ Studer, Remo; Dahinden, Pius; Wang, Wei-Wu; Auchli, Yolanda; Li, Xiao-Dan; Dimroth, Peter (23.03.2007). „Krystalová struktura karboxyltransferázové domény pumpy Na + oxaloacetát dekarboxylázy z Vibrio cholerae“. Journal of Molecular Biology. 367 (2): 547–557. doi:10.1016 / j.jmb.2006.12.035. ISSN 0022-2836. PMID 17270211.
- ^ A b Sauer U, Eikmanns BJ (září 2005). „Uzel PEP-pyruvát-oxaloacetát jako bod přechodu pro distribuci toku uhlíku v bakteriích“. Recenze mikrobiologie FEMS. 29 (4): 765–94. doi:10.1016 / j.femsre.2004.11.002. PMID 16102602.
- ^ A b Jetten MS, Sinskey AJ (1995). "Čištění a vlastnosti oxaloacetát dekarboxylázy z Corynebacterium glutamicum". Antonie van Leeuwenhoek. 67 (2): 221–7. doi:10.1007 / bf00871217. PMID 7771770. S2CID 20685117.
- ^ Wojtczak AB, Walajtys E (květen 1974). "Mitochondriální oxaloacetát dekarboxyláza z potkaních jater". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - bioenergetika. 347 (2): 168–82. doi:10.1016/0005-2728(74)90042-5. PMID 4407365.
- ^ Dimroth P (leden 1982). „Generace elektrochemického gradientu sodíkových iontů po dekarboxylaci oxaloacetátu membránově vázanou a Na + aktivovanou oxaloacetát dekarboxylázou z Klebsiella aerogenes“. European Journal of Biochemistry. 121 (2): 443–9. doi:10.1111 / j.1432-1033.1982.tb05807.x. PMID 7037396.
- ^ A b PDB: 2NX9; Studer R, Dahinden P, Wang WW, Auchli Y, Li XD, Dimroth P (březen 2007). „Krystalová struktura karboxyltransferázové domény pumpy Na + oxaloacetát dekarboxylázy z Vibrio cholerae“. Journal of Molecular Biology. 367 (2): 547–57. doi:10.1016 / j.jmb.2006.12.035. PMID 17270211.
- ^ A b Dimroth P, Jockel P, Schmid M (květen 2001). "Spojovací mechanismus pumpy Na (+) oxaloacetát dekarboxylázy". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - bioenergetika. 1505 (1): 1–14. doi:10.1016 / S0005-2728 (00) 00272-3. PMID 11248184.
- ^ A b C Lietzan AD, St Maurice M (únor 2014). „Funkčně rozmanité biotin-dependentní enzymy s aktivitou oxaloacetát dekarboxylázy“. Archivy biochemie a biofyziky. Enzymatická katalýza asistovaná kofaktorem. 544: 75–86. doi:10.1016 / j.abb.2013.10.014. PMID 24184447.
- ^ Dimroth P, Hilpert W (01.10.1984). „Karboxylace pyruvátu a acetyl koenzymu A obrácením sodné pumpy oxaloacetát dekarboxylázy a methylmalonyl-CoA dekarboxylázy“. Biochemie. 23 (22): 5360–5366. doi:10.1021 / bi00317a039.
- ^ Bott M, Pfister K, Burda P, Kalbermatter O, Woehlke G, Dimroth P (prosinec 1997). „Methylmalonyl-CoA dekarboxyláza z Propionigenium modestum - klonování a sekvenování strukturních genů a čištění komplexu enzymů“. European Journal of Biochemistry. 250 (2): 590–9. doi:10.1111 / j.1432-1033.1997.0590a.x. PMID 9428714.
- ^ A b Laussermair E, Schwarz E, Oesterhelt D, Reinke H, Beyreuther K, Dimroth P (září 1989). „Sodný iont translokační oxaloacetát dekarboxyláza z Klebsiella pneumoniae. Posloupnost integrálních membránově vázaných podjednotek beta a gama“. The Journal of Biological Chemistry. 264 (25): 14710–5. PMID 2549031.
- ^ Schmid M, Wild MR, Dahinden P, Dimroth P (leden 2002). „Podjednotka gama pumpy oxaloacetát dekarboxylázy Na (+): interakce s jinými podjednotkami / doménami komplexu a vazebného místa pro kovový ion Zn (2+)“. Biochemie. 41 (4): 1285–92. doi:10.1021 / bi015764l. PMID 11802728.
- ^ A b Inoue M, Li X (listopad 2015). "Vysoce aktivní a stabilní oxalacetát dekarboxyláza Na⁺ pumpový komplex pro strukturní analýzu". Exprese a čištění proteinů. 115: 34–8. doi:10.1016 / j.pep.2015.05.008. PMID 25986323.
- ^ Di Berardino M, Dimroth P (srpen 1995). "Syntéza oxaloacetát dekarboxylázy Na + pumpy a jejích jednotlivých podjednotek v Escherichia coli a analýza jejich funkce". European Journal of Biochemistry. 231 (3): 790–801. doi:10.1111 / j.1432-1033.1995.tb20763.x. PMID 7649179.
Další čtení
- Dahinden P, Auchli Y, Granjon T, Taralczak M, Wild M, Dimroth P (únor 2005). „Oxaloacetát dekarboxyláza Vibrio cholerae: čištění, charakterizace a exprese genů v Escherichia coli“ (PDF). Archiv mikrobiologie. 183 (2): 121–9. doi:10.1007 / s00203-004-0754-5. hdl:20.500.11850/33874. PMID 15647905. S2CID 30038827.
externí odkazy
- oxaloacetát + dekarboxyláza v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
