Prokaryotický protein biosyntézy riboflavinu - Prokaryotic riboflavin biosynthesis protein - Wikipedia
| FAD syntetáza | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 krystalová struktura vazby flavinu na syntézu výstřelek z thermotoga maritina | |||||||||
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | FAD_syn | ||||||||
| Pfam | PF06574 | ||||||||
| Pfam klan | CL0119 | ||||||||
| InterPro | IPR015864 | ||||||||
| SCOP2 | 1n05 / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
The protein biosyntézy prokaryotického riboflavinu je bifunkční enzym nacházející se v bakterie který katalyzuje fosforylaci riboflavin do flavin mononukleotid (FMN) a adenylylace FMN na flavin adenin dinukleotid (FAD). Skládá se z C-terminálu riboflavin kináza a N-terminál FMN-adenylyltransferáza. Tento bakteriální protein je funkčně podobný monofunkčním riboflavin kinázám a FMN-adenylyltransferázám eukaryotických organismů, ale pouze riboflavin kinázy jsou strukturně homologní.
Struktura
Prokaryotické proteiny biosyntézy riboflavinu jsou také známé jako prokaryotické FAD syntetázy typu I, které se skládají z C-terminální riboflavin kinázy (RFK) a N-terminální FMN-adenylyltransferázy (FMNAT). Globulární RFK se skládá ze šesti antiparalelních β-listů, které tvoří β-hlaveň, a α-šroubovice sousedící s touto strukturou. Hlaveň a šroubovice jsou drženy pohromadě 7 nezávislými smyčkami.[1] Modul FMNAT obsahuje a / β dinukleotidovou vazebnou doménu v aktivním místě, kterou používá k vazbě na substrát. Celková struktura je držena pohromadě 5 paralelními β-listy, které sousedí se 4 α-šroubovicemi, přičemž 2 jsou dlouhé a 2 krátké. Subdoména obsahující 2 menší α-šroubovice zahrnuje oblast, která se připojuje k modulu RFK na terminálu C.[2]
Mechanismus
Riboflavin je převeden na katalyticky aktivní kofaktory FAD a FMN podle akcí riboflavin kináza ES 2.7.1.26, který jej převádí na FMN a FAD syntetázu ES 2.7.7.2, který adenyláty FMN až FAD. Modul RFK fosforyláty substrát riboflavinu a převede jej na FMN, který se poté uvolní z modulu. Tato reakce závisí na ATP molekula stabilizovaná Mg2+ iont, který způsobí, že pouze jedna fosfátová skupina opustí ATP a naváže se na riboflavin. Uvolněný FMN se poté připojí k N-terminálnímu modulu FMNAT a je adenylován, přičemž adenylylová skupina ATP se váže k fosfátové skupině na FMN a difosfátové skupině.[1]
ATP + riboflavin ⇌ ADP + FMN
ATP + FMN ⇌ difosfát + FAD
Srovnání fylogenetické domény
Eukaryoty obvykle mají dva oddělené enzymy, zatímco většina prokaryoty mít jeden bifunkční protein které mohou provádět obě katalýzy, i když v obou případech dochází k výjimkám. Zatímco eukaryotický monofunkční RFK je kolmý k bifunkčnímu prokaryotický RFK modul, monofunkční FMNAT se liší od svého prokaryotický protějšek, a místo toho souvisí s rodinou PAPS-reduktázy.[3][4] The bakteriální FMNAT modul bifunkčního enzymu má vzdálenou podobnost s eukaryotickou nukleotidyltransferázy a proto může být zapojen do adenylylace reakce FAD syntetáz.[5]
Reference
- ^ A b Sebastián M, Serrano A, Velázquez-Campoy A, Medina M (srpen 2017). „Kinetika a termodynamika interakcí protein-ligand v aktivitě riboflavin kinázy FAD syntetázy z Corynebacterium ammoniagenes“. Vědecké zprávy. 7 (1): 7281. Bibcode:2017NatSR ... 7.7281S. doi:10.1038 / s41598-017-07875-5. PMC 5544777. PMID 28779158.
- ^ Frago S, Martínez-Júlvez M, Serrano A, Medina M (září 2008). "Strukturní analýza FAD syntetázy z Corynebacterium ammoniagenes". Mikrobiologie BMC. 8 (1): 160. doi:10.1186/1471-2180-8-160. PMC 2573891. PMID 18811972.
- ^ Karthikeyan S, Zhou Q, Osterman AL, Zhang H (listopad 2003). "Ligandové vazby vyvolané konformační změny v riboflavin kináze: strukturální základ pro uspořádaný mechanismus". Biochemie. 42 (43): 12532–8. doi:10.1021 / bi035450t. PMID 14580199.
- ^ Galluccio M, Brizio C, Torchetti EM, Ferranti P, Gianazza E, Indiveri C, Barile M (březen 2007). "Nadměrná exprese v Escherichia coli, čištění a charakterizace izoformy 2 lidské FAD syntetázy". Exprese a čištění proteinů. 52 (1): 175–81. doi:10.1016 / j.pep.2006.09.002. PMID 17049878.
- ^ Krupa A, Sandhya K, Srinivasan N, Jonnalagadda S (leden 2003). „Konzervovaná doména v prokaryotických bifunkčních FAD syntetázách může potenciálně katalyzovat přenos nukleotidů“. Trendy v biochemických vědách. 28 (1): 9–12. doi:10.1016 / S0968-0004 (02) 00009-9. PMID 12517446.