Fosforibosylanthranilát izomeráza - Phosphoribosylanthranilate isomerase - Wikipedia
| fosforibosylanthranilát izomeráza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 3D vykreslování fosforofosylanthranilát izomerázy | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| EC číslo | 5.3.1.24 | ||||||||
| Číslo CAS | 37259-82-8 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
v enzymologie, a fosforibosylanthranilát izomeráza [PRAI] (ES 5.3.1.24 ) je enzym že katalyzuje třetí krok syntéza aminokyseliny tryptofanu.[1]
Tento enzym se účastní fenylalanin, tyrosin a tryptofan biosyntéza cesta, známá také jako aromatická aminokyselina biosyntetická cesta
V kvasnicích je kódován TRP1 gen.[2]
Nomenklatura
Tento enzym patří do rodiny izomerázy, konkrétně intramolekulární oxidoreduktázy interkonverze aldózy a ketózy. The systematické jméno z této třídy enzymů je N- (5-fosfo-beta-D-ribosyl) antranilát aldóza-ketóza-izomeráza. Mezi další běžně používaná jména patří:
- PRA izomeráza,
- PRAI,
- IGPS: PRAI (indol-3-glycerol-fosfát,
- komplex syntetáza / N-5'-fosforibosylanthranilát isomeráza) a
- N- (5-fosfo-beta-D-ribosyl) anthranilát ketol-izomeráza.
- xPRAI (monomerní varianta v Saccharmyces cerevisiae)[3]
- PRAI [ML256-452] (připravená varianta 1- (2-karboxy-fenylamino) -1-deoxy-D-ribulóza-5-fosfátkarboxylázy: PRAI)[3]
Reakce[4]
Fosforibosylanthranilát isomeráza je jedním z mnoha enzymů v biosyntetické dráze tryptofanu (esenciální aminokyseliny). Substráty a meziprodukty předřazené * cesty jsou uvedeny níže (Obr).
Jak je vidět na obr. 3, N- (5'-fosforibosyl) -antranilát prostřednictvím tohoto enzymu se převádí na 1- (o-karboxyfenylamino) -1-deoxribulosu 5-fosfát. Jako název fosforibosylanthranilát izomeráza naznačuje, že funguje jako izomeráza, přeskupení částí molekuly bez přidání nebo odstranění molekul nebo atomů.
Reakce viděná v Obrje intramolekulární redoxní (redukčně-oxidační) reakce.[5] Jeho první krok zahrnuje přenos protonů. Tento meziprodukt, enolamin, je fluorescenční, což je užitečné pro kinetické studie
v rámci této cesty.[5] Tento produkt je však nestabilní a rychle se izomerázy přemění na a-amino keto.
Obr. 2: Upstream * Cesta syntézy tryptofanu
Obr. 3: Reakce enzym izomerázy
Obr. Downstream * Cesta syntézy tryptofanu
- Poznámka: Upstream / Downstream jsou relativní ke sloučeninám / molekulám přímo zapojeným do reakce s fosforibosylanthranilát isomerázou
Kinetika
Kinetika Michaelis – Menten údaje jsou uvedeny v tabulce níže pro PRAI a indol-glycerol-fosfát syntázu (IGPS, EC 4.1.1.48).[6]
| Enzym | Teplota (° C) | Km (μM) | kcat (1 / s) |
|---|---|---|---|
| tPRAI | 25 | 0.280 | 3.7 |
| 45 | 0.390 | 13.5 | |
| 60 | 0.730 | 38.5 | |
| 80 | 1.030 | 116.8 | |
| TIGPS | 25 | 0.006 | 0.11 |
| 45 | 0.014 | 0.75 | |
| 60 | 0.053 | 3.24 | |
| 80 | 0.123 | 15.4 |
Struktura
V závislosti na mikroorganismu se struktura PRAI může lišit mezi mono-funkčním enzymem (monomerní a labilní ) nebo stabilní bifunkční dimerní enzym. V rámci Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida a Acinetobacter calcoaceticus enzym je monmerní.[7] Naproti tomu v hypertermofil Thermotoga maritima, Escherichia coli (Obr), Salmonella typhimurium, a Aerobacter aerogenes, a Serratia marcescens, je to bifunkční enzym s indoleglycerolfosfát syntázou jako spárovaným enzymem.[8]
Krystalová struktura byla charakterizována pro řadu výše uvedených mikroorganismů. Známý 2,0 A struktura PRAI z Pyrococcus furiosus ukazuje, že tPRAI má a Hlaveň TIM složit (Obr). PRAI odvozen z Thermococcus kodakaraensis také vyjadřuje podobnou skladací strukturu TIM.[7] The podjednotky sdružení tPRAI prostřednictvím N-koncových ploch jejich centrální části beta-sudy. Dvě dlouhé, spojené se symetrií smyčky které vyčnívají recipročně do dutin druhé podjednotky zajišťují více hydrofobní interakce. Navíc boční řetězy N-terminálu methioniny a C-terminál leuciny oba podjednotky jsou imobilizováni v a hydrofobní klastr a počet sůl mostů je v tPRAI zvýšen. Zdá se, že tyto funkce jsou odpovědné hlavně za vysoké termostabilita tPRAI.[9]
Bifunkční verze tohoto enzymu izolovaná z E-coli (Obr) provádí dva kroky v rámci cesty tryptofanu. Odkazování Obr, N-konec katalyzuje IGPS reakci (zbytky ~ 1–289 fialové) a C-koncová doména provádí PRAI reakci (zbytky ~ 158–452 tyrkysové). Ačkoli se tyto domény překrývají (oranžově), aktivní místa se nepřekrývají a studie ukázaly, že mono-funkční enzymy skládající se z těchto dvou domén jsou stále schopné produkovat funkční biosyntetickou cestu tryptofanu.[10]
Smyčky βα jsou odpovědné za aktivitu tohoto enzymu a smyčky αβ se podílejí na stabilitě proteinu.[8]
Více podrobností o objevu struktury tohoto enzymu lze najít ve Willmannově práci.[11]
Aktivní stránky[7]
Konkrétně pro fosforibosyl anthranilát izomerázu TkTrpF, od Thermococcus kodakaraensis. Bylo stanoveno, že aktivním místem pro Amadoriho přesmyk je Cys8 (působící jako obecná báze) a Asp135 (jako obecná kyselina).[12]
Inhibitory
An inhibitor enzymu[13] je molekula, která se váže na enzym, a proto snižuje aktivitu proteinu. Ukázalo se, že následující molekuly inhibují aktivitu PRAI:
Redukovaný 1- (2-karboxyfenylamino) -1-deoxy-D-ribulóza 5-fosfát [5, 6,8); Indoleglycerol fosfát (8); Indolepropanolfosfát (8); MnCI2 CoCI2 [16); CuS04 (16); Více (chemicky syntetizovaný N- (5-fosfo-betaD-ribosyl) antranilát obsahuje inhibitory, ale ne pokud je generován antranilátfosforibosyltransferázou)
Molekulární váha[3]
26300 (Bacillus subtilis, gelová filtrace)
45000 (Aeromonas formicans, Serratia marinorubra, gelová filtrace, indol-3
glycerol-fosfát syntetáza / N-5'-fosforibosylanthranilát isomeráza
komplex)
46000 (E. coli, sedimentační rovnováha)
47000 (Citrobacter ballerupensis, gelová filtrace, indol-3-glycerol-fosfát
komplex syntetáza / N-5'-fosforibosylanthranilát isomeráza)
48000 (Serratia marcescens, Erwinia carotovora, gelová filtrace, indol-3-glycerol-fosfát syntetáza / N-5'-fosforibosylanthranilát
izomerázový komplex)
49370 (E. coli, počítáno z genové sekvence)
53000 (Proteus vulgaris, gelová filtrace, indol-3-glycerol-fosfát syntetáza /
Komplex N-5'-fosforibosylanthranilát-izomeráza)
160000 (Neurospora crassa, gelová filtrace, složka lib antranilátu
komplex syntetázy obsahuje N- (5'-fosforibosyl) anthranilát isomerázu a
aktivity indol-3-glycerol fosfát syntetázy)
185000 (Hansenula henricii, gelová filtrace, indol-3-glycerol-fosfát syntetáza /
Komplex N-5'-fosforibosylanthranilát-izomeráza)
Homologní geny
Existují homologní geny, které produkují tento enzym v rostlinných druzích, jako např Arabidopsis thaliana a Oryza sativa (Asijská rýže). Jedna forma bakterie se nachází v Thermotoga maritima.
Fosforibosylanthranilát isomeráza se také vyskytuje v různých formách hub, jako jsou Kluyveromyces lactis (droždí), Saccharomyces cerevisiae (droždí) a Ashbya gossypii.[14]
Seznam genů kódujících PRAI lze také najít v databázi KEGG Enzyme.[15]
Reference
- ^ Creighton TE, Yanofsky C (1970). „Chorismate to tryptophan (Escherichia coli) - Anthranilate syntetáza, PR transferáza, PRA izomeráza, InGP syntetáza, tryptofan syntetáza“. Metody Enzymol. Metody v enzymologii. 17A: 365–380. doi:10.1016/0076-6879(71)17215-1. ISBN 9780121818746.
- ^ „Souhrn TRP1 / YDR007W“. Databáze genomu Saccharomyces. Stanfordská Univerzita.
- ^ A b C Schomburg, Dietmar; Stephan, Dörte (1994). Příručka pro enzymy. Springer-Verlag. ISBN 9783642579424. OCLC 859587801.
- ^ Lubert Stryer (2019-03-25). Biochemie. ISBN 9781319114657. OCLC 1052398743.
- ^ A b Hommel U, Eberhard M, Kirschner K (duben 1995). „Fosforibosyl anthranilát izomeráza katalyzuje reverzibilní amadori reakci“. Biochemie. 34 (16): 5429–39. doi:10.1021 / bi00016a014. PMID 7727401.
- ^ Sterner R, Merz A, Thoma R, Kirschner K (2001). „Fosforibosylanthranilát isomeráza a indoleglycerol-fosfát syntáza: biosyntetické enzymy tryptofanu z Thermotoga maritima“. Metody v enzymologii. 331: 270–80. doi:10.1016 / S0076-6879 (01) 31064-9. ISBN 9780121822323. PMID 11265469.
- ^ A b C Perveen, S .; Rashid, N .; Papageorgiou, A.C. (2016-11-09). "Phosphoribosyl anthranilate isomerase from Thermococcus kodakaraensis". doi:10,2210 / pdb5lhf / pdb. Citovat deník vyžaduje
| deník =(Pomoc) - ^ A b Thoma R, Hennig M, Sterner R, Kirschner K (březen 2000). "Struktura a funkce mutačně generovaných monomerů dimerní fosforibosylanthranilát izomerázy z Thermotoga maritima". Struktura. 8 (3): 265–76. doi:10.1016 / s0969-2126 (00) 00106-4. PMID 10745009.
- ^ Hennig M, Sterner R, Kirschner K, Jansonius JN (květen 1997). „Krystalová struktura při 2,0 A rozlišení fosforibosyl anthranilát izomerázy z hypertermofilní Thermotoga maritima: možné determinanty stability proteinu“. Biochemie. 36 (20): 6009–16. doi:10.1021 / bi962718q. PMID 9166771.
- ^ Eberhard M, Tsai-Pflugfelder M, Bolewska K, Hommel U, Kirschner K (duben 1995). „Indoleglycerolfosfát syntáza-fosforibosyl anthranilát izomeráza: srovnání bifunkčního enzymu z Escherichia coli s vytvořenými monofunkčními doménami“. Biochemie. 34 (16): 5419–28. doi:10.1021 / bi00016a013. PMID 7727400.
- ^ PDB: 1PII; Wilmanns M, Priestle JP, Niermann T, Jansonius JN (leden 1992). „Trojrozměrná struktura bifunkčního enzymu fosforibosylanthranilát isomerázy: indoleglycerolfosfát syntáza z Escherichia coli rafinovaná při rozlišení 2,0 A“. Journal of Molecular Biology. 223 (2): 477–507. doi:10.1016/0022-2836(92)90665-7. PMID 1738159.
- ^ Pitt, Charles (2002). Sax, Adolphe (opera). Oxford Music Online. Oxford University Press. doi:10.1093 / gmo / 9781561592630.article.o006145.
- ^ "Enzym → Seznam inhibitorů: M", Příručka inhibitorů enzymů, Wiley-VCH Verlag GmbH, 1999, str.894–956, doi:10.1002 / 9783527618330.ch13, ISBN 9783527618330
- ^ „Vysoké vyhledávání fosforibosylanthranilát izomerázy“. Databáze HomoloGene. Národní centrum pro biotechnologické informace.
- ^ „KEGG enzym“.
