Fosforibosylamin - glycin ligáza - Phosphoribosylamine—glycine ligase
| fosforibosylamin-glycin ligáza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 monomer (fragment) fosforibosylamin-glycin ligázy, člověk | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 6.3.4.13 | ||||||||
| Číslo CAS | 9032-01-3 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
| Fosforibosylglycinamid syntetáza, doména N. | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 glycinamid ribonukleotid syntetáza (gar-syn) od e. coli. | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | GARS_N | ||||||||
| Pfam | PF02844 | ||||||||
| InterPro | IPR020562 | ||||||||
| STRÁNKA | PDOC00164 | ||||||||
| SCOP2 | 1gso / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
| Fosforibosylglycinamid syntetáza, doména ATP-uchopení (A) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
glycinamid ribonukleotid syntetáza (gar-syn) od e. coli. | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | GARS_A | ||||||||
| Pfam | PF01071 | ||||||||
| Pfam klan | CL0179 | ||||||||
| InterPro | IPR020561 | ||||||||
| STRÁNKA | PDOC00164 | ||||||||
| SCOP2 | 1gso / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
| Fosforibosylglycinamid syntetáza, doména C. | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 krystalová struktura fosforibosylaminu - glycin ligázy (tm1250) z Thermotoga maritima při rozlišení 2,30 a | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | GARS_C | ||||||||
| Pfam | PF02843 | ||||||||
| InterPro | IPR020560 | ||||||||
| STRÁNKA | PDOC00164 | ||||||||
| SCOP2 | 1gso / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
v enzymologie, fosforibosylamin-glycin ligáza, také známý jako glycinamid ribonukleotid syntetáza (GARS), (ES 6.3.4.13 ) je enzym že katalyzuje the chemická reakce
- ATP + 5-fosfo-D-ribosylamin + glycin ADP + fosfát + N1- (5-fosfo-D-ribosyl) glycinamid
což je druhý krok biosyntéza purinu 3 substráty tohoto enzymu jsou ATP, 5-fosfo-D-ribosylamin, a glycin, zatímco jeho 3 produkty jsou ADP, fosfát, a Nl- (5-fosfo-D-ribosyl) glycinamid.
Tento enzym patří do rodiny ligázy, konkrétně těch, které tvoří obecné vazby uhlík-dusík.
v bakterie, GARS je monofunkční enzym (kódováno genem purD). PurD geny často obsahují PurD RNA motiv v jejich 5 'UTR.[1] v droždí GARS je součástí bifunkčního enzymu (kódovaného genem ADE5 / 7) ve spojení s fosforibosylformylglycinamidin cykloligáza (VZDUCHY). Ve vyšších eukaryoty, včetně lidí,[2] GARS je součástí trifunkčního enzymu ve spojení s AIRS a s fosforibosylglycinamid formyltransferáza (GART),[3] formování GARS-AIRS-GART.
Nomenklatura
The systematické jméno z této třídy enzymů je 5-fosfo-D-ribosylamin: glycin ligáza (tvořící ADP). Mezi další běžně používaná jména patří:
- fosforibosylglycinamid syntetáza,
- glycinamid ribonukleotid syntetáza,
- fosforibosylglycineamid syntetáza,
- glycineamid ribonukleotid syntetáza,
- 2-amino-N-ribosylacetamid 5'-fosfátkinosyntáza,
- 5'-fosforibosylglycinamid syntetáza a
- GAR syntetáza.
Mechanismus
GARS funguje prostřednictvím uspořádaného sekvenčního mechanismu. Nejprve se váže 5-fosfo-D-ribosylamin (PRA), poté ATP a nakonec glycin. Nejprve se uvolní fosfát, poté ADP a GAR.[4] Kyslík v ribóza kruh PRA je důležitý ve vazbě na substrát, pravděpodobně kvůli příznivé energetické energii z vodíkové vazby a prstenová konformace, kterou uděluje.[5] Kromě toho se fosfátová skupina GAR podílí na rozpoznávání substrátu GARS. Reakce začíná kyslíkem glycinu, který působí jako a nukleofil zaútočit na γ-fosfor ATP. Poté dusík PRA napadá karbonylový uhlík v meziproduktu a fosfátové listy tvoří GAR.[4][6]
Strukturální studie
Ke konci roku 2007, 3 struktur byly pro tuto třídu enzymů vyřešeny pomocí PDB přístupové kódy 1GSO, 1VKZ, a 2QK4. Celková struktura enzymu založená na krystalizaci z E-coli,[7] se skládá z 16 alfa helixy které se připojují k 20 beta vlákna střídáním a smyčkami. Existují čtyři hlavní domény: N, A, B a C. Každá doména má centrální beta list s alfa šroubovicí na alespoň jedné straně. Domény N, A a C jsou seskupeny dohromady, zatímco doména B je mírně oddělena od ostatních a je k nim připojena dvěma pantovými oblastmi. Aktivní místo je mezi skupinou NAC a doménou B. Zdá se, že domény A a B usnadňují vazbu ATP, zatímco domény N a C propůjčují substrátovou specificitu. N doména je velmi podobná doméně glycinamid ribonukleotidové transformylázy. Přestože se orientace domén B liší, struktura GARS je v organizmech velmi podobná.[4] Kromě toho byl gen sekvenován v mnoha organismech a E-coli ukazuje mezi 41 a 52% identitu se sekvencemi GARS z B. subtilis, S. cerevisiae, D. melanogaster, a D. pseudobscura.[8] Ukázalo se, že lidský GARS-AIRS-GART je nejvíce podobný tomu u myší, šimpanzů a krav.[9] Mezi aminokyselinami, které jsou identické v B. subtilus, S. cerevisiae, D. melanogaster, a D. pseudobscura, téměř třetina jsou glyciny a prolin, což naznačuje, že hrají důležitou roli ve správném skládací bílkoviny.[8] Kromě podobné struktury napříč druhy má GARS jako celek velmi podobnou strukturu D-alanin: D-alanin ligáza, biotin karboxyláza, a glutathion syntetáza. Všechny tyto enzymy mají ATP vazebnou doménu klasifikovanou jako ATP-uchopitelné domény.[4]
Relevance nemoci
U lidí je gen, který kóduje GARS-AIRS-GART, zapnutý chromozom 21 a jednotlivci s Downův syndrom mají vyšší hladiny purinů, což souvisí s mentální retardací. Byly tedy provedeny studie zkoumající jeho účast na Downově syndromu. Bylo zjištěno, že GARS je exprimován déle u jedinců s Downovým syndromem než u jedinců, kteří nejsou ovlivněni.[10] U nedotčených jedinců je GARS vysoce vyjádřen v mozeček před narozením, ale sotva se projeví do tří týdnů po narození. U jedinců s Downovým syndromem exprese GARS pokračuje nejméně sedm týdnů po narození. To naznačuje, že GARS může být hlavním přispěvatelem k rozvoji Downova syndromu. Zatím však ne mutace Byly identifikovány GARS, které by mohly změnit jeho funkci a způsobit mentální retardaci související s Downovým syndromem.[11]
Reference
- ^ Weinberg Z, Barrick JE, Yao Z a kol. (2007). „Identifikace 22 kandidátských strukturovaných RNA v bakteriích pomocí komparativního genomického potrubí CMfinder“. Nucleic Acids Res. 35 (14): 4809–19. doi:10.1093 / nar / gkm487. PMC 1950547. PMID 17621584.
- ^ Daubner, Susan Colette (13. ledna 1986). „Strukturální a mechanistické studie na proteinech HeLa a kuřecích játrech, které katalyzují syntézu glycinamidových ribonukleotidů a syntézu a syntézu aminoimidazolových ribonukleotidů“. Biochemie. 25 (10): 2953–2957. doi:10.1021 / bi00358a033. PMID 3718932.
- ^ Daubner, Susan Colette (5. srpna 1985). „Multifunkční protein s glycinamid ribonukleotid syntetázou, glycinamid ribonukleotid transformylázou a aminoimidazolovými ribonukleotid syntetázami v biosyntéze de Novo Purine.“ Biochemie. 24 (25): 7059, 7061–7062. doi:10.1021 / bi00346a006. PMID 4084560.
- ^ A b C d Sampei, Gen-ichi (16. srpna 2010). „Krystalové struktury glycinamid ribonukleotid syntetázy, PurD, z termofilních eubakterií“. Journal of Biochemistry. 148 (4): 429–437. doi:10.1093 / jb / mvq088. PMID 20716513. Citováno 6. března 2015.
- ^ Antle, Vincent D. (5. dubna 1996). "Substrátová specificita glycinamid ribonukleotid syntetázy z kuřecích jater". The Journal of Biological Chemistry. 271 (14): 8194–8195. doi:10.1074 / jbc.271.14.8192. PMID 8626510.
- ^ Kappock, T Joseph (1. října 2000). "Modulární vývoj purinové biosyntetické dráhy". Aktuální názor na chemickou biologii. 4 (5): 567–72. doi:10.1016 / S1367-5931 (00) 00133-2. PMID 11006546.
- ^ Wang, Weiru (1998). "Rentgenová krystalová struktura glycinamid ribonukleotid syntetázy z Escherichia coli". Biochemie. 37 (45): 15647–15648, 15651–15652. doi:10.1021 / bi981405n. PMID 9843369.
- ^ A b Aiba, Atsu (12. dubna 1989). „Nukleotidová sekvenční analýza genů purH a purD podílejících se na de Novo purinové biosyntéze Escherchia coli“. The Journal of Biological Chemistry. 264 (35): 21239–46. PMID 2687276. Citováno 8. března 2015.
- ^ Banerjee, Disha (20. března 2009). „Fylogenetická analýza a silikonová charakteristika genu GARS-AIRS-GART, který kóduje trifunkční enzymový protein zapojený do de novo purinové biosyntézy“. Molekulární biotechnologie. 42 (3): 306–317. doi:10.1007 / s12033-009-9160-1. PMID 19301155. S2CID 34759623.
- ^ Brodsky, Gary (9. srpna 1997). „Lidský gen GARS-AIRS-GART kóduje dva proteiny, které jsou odlišně exprimovány během vývoje lidského mozku a dočasně nadměrně exprimovány v mozečku jedinců s Downovým syndromem.“. Lidská molekulární genetika. 6 (12): 2043–2044, 2046–2048. doi:10,1093 / hmg / 6.12.2043. PMID 9328467. Citováno 8. března 2015.
- ^ Banerjee, Disha (10. listopadu 2011). „Žádné důkazy o mutacích, které deregulují hladinu proteinů GARS-AIRS-GART u dětí s Downovým syndromem“ (PDF). Indický žurnál klinické biochemie. 27 (1): 46–50. doi:10.1007 / s12291-011-0183-6. PMC 3286581. PMID 23277712. Citováno 8. března 2015.
