Fosfoglycerát mutáza - Phosphoglycerate mutase

Citrát je strukturně podobný substrátu 3-fosfoglycerátu. Molekula citrátu je zobrazena zeleně. Podezření na katalyticky esenciální histidinový zbytek podílející se na tvorbě fosfohistidinového komplexu je přímo nalevo od vázané citrátové molekuly.

fosfoglycerát mutáza 1 (mozek)
Identifikátory
Symbol	PGAM1
Alt. symboly	PGAMA
Gen NCBI	5223
HGNC	8888
OMIM	172250
RefSeq	NM_002629
UniProt	P18669
Další údaje
EC číslo	5.4.2.11
Místo	Chr. 10 q25.3
Hledat Struktury Švýcarský model Domény InterPro

Tento enzym nelze zaměňovat Bisfosfoglycerát mutáza který katalyzuje přeměnu 1,3-bisfosfoglycerát na 2,3-bisfosfoglycerát.

Fosfoglycerát mutáza (PGM) je libovolný enzym který katalyzuje krok 8 z glykolýza. Katalyzují vnitřní přenos fosfátové skupiny z C-3 na C-2, což vede k přeměně 3-fosfoglycerát (3PG) do 2-fosfoglycerát (2PG) přes 2,3-bisfosfoglycerátový meziprodukt. Tyto enzymy jsou rozděleny do dvou odlišných tříd kofaktor -dependent (dPGM) nebo nezávislý na kofaktoru (iPGM).^[1] Enzym dPGM (ES 5.4.2.11 ) se skládá z přibližně 250 aminokyselin a nachází se u všech obratlovců iu některých bezobratlých, plísní a bakterií. IPGM (ES 5.4.2.12 ) třída se vyskytuje u všech rostlin a řas, stejně jako u některých bezobratlých, plísní a grampozitivních bakterií.^[2] Tato třída enzymu PGM sdílí stejnou nadrodinu jako alkalická fosfatáza.^[3]

Mechanismus

PGM je izomeráza enzym, účinně přenášející a fosfátová skupina (PO₄³⁻) z uhlíku C-3 3-fosfoglycerát k tvorbě uhlíku C-2 2-fosfoglycerát. Existují celkem tři reakce, které dPGM může katalyzovat: mutázová reakce vedoucí k přeměně 3PG na 2PG a naopak,^[4][5] fosfatázová reakce vytvářející fosfoglycerát z 2,3-bisfosfoglycerátu,^[6][7] a syntázová reakce produkující 2,3-bisfosfoglycerát z 1,3-bisfosfoglycerátu podobný enzymu bisfosfoglycerát mutázy^{[Citace je zapotřebí ]}. Kinetické a strukturní studie poskytly důkazy, které naznačují dPGM a bisfosfoglycerát mutáza jsou paralogní struktur.^[6] Oba enzymy jsou obsaženy v nadčeleď který také obsahuje fosfatázovou část fosfofruktokináza 2 a kyselá fosfatáza prostaty.^[8]

Katalyzovaná mutázová reakce zahrnuje dvě oddělené fosforylové skupiny a koncový fosfát na 2-uhlíku není stejný fosfát odstraněný z 3-uhlíku.
V závislosti na kofaktoru počáteční stav enzymu, Aktivní stránky obsahuje fosfohistidinový komplex tvořený fosforylace konkrétního histidin zbytek.^[9] Když 3-fosfoglycerát vstupuje do Aktivní stránky, fosfohistidinový komplex je umístěn tak, aby usnadňoval přenos fosfátu z enzymu na substrát C-2 za vzniku a 2,3-bisfosfoglycerát středně pokročilí.
Defosforylace z enzym histidin aktivuje lokální alosterickou změnu v konfiguraci enzymu, která nyní srovnává substráty s 3-C fosfátovou skupinou enzym Aktivní stránky histidin a usnadňuje přenos fosfátů vracejícím enzym do původního fosforylovaného stavu a uvolňující produkt 2-fosfoglycerát. 2,3-bisfosfoglycerát je vyžadován jako kofaktor pro dPGM. Naproti tomu třída iPGM je nezávislá na 2,3-bisfosfoglycerátu a katalyzuje intramolekulární přenos fosfátové skupiny na monofosfoglyceráty za použití fosfoserinového meziproduktu.^[10]

Souhrn reakce

3PG + P-enzym → 2,3BPG + enzym → 2PG + P-enzym

   3-fosfoglycerátový meziprodukt 2-fosfoglycerát

ΔG ° ′ = + 1,1 kcal / mol

• 

  3PG

• 

  2,3BPG

• 

  2PG

Isozymes

Fosfoglycerát mutáza existuje primárně jako dimer dvou buď identických, nebo blízce příbuzných podjednotek o velikosti asi 32 kDa. Enzym se nachází v organismech tak jednoduchých jako kvasinky Homo sapiens a jeho struktura je po celou dobu vysoce zachována. (Kvasinky PGM ≈ 74% konzervované vs. savčí forma).

U savců se zdá, že enzymové podjednotky jsou buď ze svalové formy (m-typ), nebo jiné tkáně (b-typ pro mozek, kde byl původně izolován b-izozym). Enzym, který existuje jako dimer, má 3 izoenzymy podle toho, která podjednotka tvoří celou molekulu (mm, bb nebo mb). Typ mm se vyskytuje téměř výhradně u hladkého svalstva. MB-izozym se nachází v srdečním a kosterním svalu a typ bb se nachází ve zbytku tkání.^[11] Zatímco všechny tři isozymy lze nalézt v jakékoli tkáni, výše uvedená rozdělení jsou založena na prevalenci v každé z nich.

Interaktivní mapa cest

Kliknutím na geny, proteiny a metabolity níže můžete odkazovat na příslušné články.^{[§ 1]}

[[Soubor:

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

| {{{bSize}}} px | alt = Glykolýza a glukoneogeneze Upravit ]]

Glykolýza a glukoneogeneze Upravit

1. ^ Interaktivní mapu cest lze upravit na WikiPathways: „GlycolysisGluconeogenesis_WP534“.

Nařízení

Fosfoglycerát mutáza má malou pozitivní Gibbsovu volnou energii a tato reakce probíhá snadno v obou směrech. Jelikož se jedná o reverzibilní reakci, není místem hlavních regulačních mechanismů nebo regulačních schémat pro glykolytickou cestu.

Aniontový molekuly jako zmizet,^[12] acetát, chloridový ion, fosfát, 2-fosfoglykolát a N- [tris (hydroxymethyl) methyl-2-amino] ethansulfonát jsou známé inhibitory aktivity mutázy dPGM. Studie prokázaly, že dPGM je citlivý na změny v iontové koncentraci, kde zvyšující se koncentrace solí vedou k aktivaci aktivity fosfatázy enzymu při inhibici jeho aktivity mutáz. O některých solích, jako je KCl, je známo, že jsou kompetitivními inhibitory, pokud jde o 2-fosfoglycerátovou a mutázovou aktivitu.^[13] Fosfát i 2-fosfoglykolát jsou kompetitivní inhibitory aktivity mutázy, pokud jde o substráty 2-fosfoglycerát a 2,3-bisfosfoglycerát.^[14]

Klinický význam

U lidí je gen PGAM2, který kóduje tento enzym, umístěn na krátkém rameni chromozomu 7.

Nedostatek fosfoglycerát mutázy způsobuje glykogenová skladovací choroba typu X vzácná autozomálně recesivní genetická porucha se symptomy v rozsahu od mírných po středně závažné; není považován za život ohrožující a lze jej zvládnout změnami životního stylu.^{[Citace je zapotřebí ]} Toto se projevuje jako metabolická myopatie a je jednou z mnoha forem syndromů dříve označovaných jako svalová dystrofie.^{[Citace je zapotřebí ]} Nedostatek PGAM1 ovlivňuje játra, zatímco nedostatek PGAM2 ovlivňuje svaly.

Nástup je obecně známý jako dětství až po rané dospělé, ačkoli někteří, kteří mohou být touto poruchou mírně ovlivněni, nemusí vědět, že ji mají. Pacienti s nedostatkem PGAM jsou obvykle bez příznaků, s výjimkou případů, kdy se věnují krátkému a namáhavému úsilí, které může vyvolat myalgii, křeče, svalovou nekrózu a myoglobinurii.^[15] Neobvyklou patologickou vlastností nedostatku PGAM je asociace s tubulárními agregáty. Mezi příznaky patří nesnášenlivost fyzické námahy nebo činnosti, křeče a bolesti svalů. Trvalá slabost je vzácná. Nemoc není progresivní a má vynikající prognózu.^{[Citace je zapotřebí ]}

Lidské proteiny obsahující tuto doménu

BPGM; PFKFB1; PFKFB2; PFKFB3; PFKFB4; PGAM1; PGAM2; PGAM4; PGAM5; STS1; UBASH3A;

Reference

externí odkazy

• Fosfoglycerát + mutáza v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
• PDBe-KB poskytuje přehled všech strukturních informací dostupných v PDB pro lidskou fosfoglycerát mutasu 1