Riboflavin syntáza - Riboflavin synthase

Riboflavin syntáza
Krystalová struktura.jpg
Krystalografická struktura E-coli
riboflavin syntáza.[1]
Identifikátory
EC číslo2.5.1.9
Číslo CAS9075-82-5
Databáze
IntEnzIntEnz pohled
BRENDAVstup BRENDA
EXPASYPohled NiceZyme
KEGGVstup KEGG
MetaCycmetabolická cesta
PRIAMprofil
PDB strukturRCSB PDB PDBe PDBsum
Genová ontologieAmiGO / QuickGO
6,7-dimethyl-8-ribityllumazin syntáza
Monomer s ligandy.jpg
Riboflavin syntáza z S. pombe vázaný na karboxyethyllumazin.[2]
Identifikátory
SymbolDMRL_synthase
PfamPF00885
InterProIPR002180
SCOP21rvv / Rozsah / SUPFAM

Riboflavin syntáza je enzym že katalyzuje finální reakce riboflavinu biosyntéza:

(2) 6,7-dimethyl-8-ribityllumazin → riboflavin + 5-amino-6-ribitylamino-2,4 (1H,3H) -pyrimidindion

Struktura

Monomer riboflavin syntázy je 23 kDa. Každý monomer obsahuje dva beta-sudy a jeden α-šroubovice na C-konec (zbytky 186-206.) Monomer se složí do pseudo-dvojnásobné symetrie, predikované sekvenční podobností mezi N-konec sudy (zbytky 4-86) a hlaveň C-konce (zbytky 101-184).[1] Enzym z různých druhů přijímá různé kvartérní struktury, od monomerních po 60 podjednotek[3]

Aktivní stránky

Dva 6,7-dimethyl-8-ribityllumazin (Lumazin syntáza ) molekuly jsou vodík vázaný na každý monomer jako dva domén jsou topologicky podobné.[4] The Aktivní stránky se nachází v rozhraní substráty mezi páry monomerů a modelovanými strukturami aktivního místa dimer byly vytvořeny.[2] Pouze jedna z aktivních stránek enzym katalyzují tvorbu riboflavinu najednou, zatímco další dvě místa směřují ven a jsou jim vystavena solventní.[1] The aminokyselina zbytky podílející se na vodíkové vazbě k ligand jsou zobrazeny, zúčastněné zbytky mohou zahrnovat Thr148, Met160, Ile162, Thr165, Val6, Tyr164, Ser146 a Gly96 v C-terminální doméně a Ser41, Thr50, Gly 62, Ala64, Ser64, Val103, Cys48, His102 v N- koncová doména.[5]

  • Vodíková vazba mezi substrátem a enzymem na C-terminál doména.[2]

  • Vodíková vazba mezi substrátem a enzymem na N-terminál doména.[2]

Mechanismus

Ne kofaktory jsou potřebné pro katalýzu. K tvorbě riboflavinu z 6,7-dimethyl-8-ribityllumazinu může dále dojít vodný roztok v nepřítomnosti riboflavin syntázy.[6]

Na rozhraní substrátu mezi páry monomerů udržuje enzym dvě molekuly 6,7-dimethyl-8-ribityllumazinu v poloze pomocí vodíkové vazby, aby katalyzoval vyvrácení reakce.[6] Dále byla navržena acidobazická katalýza aminokyselinovými zbytky. Specifické zbytky mohou zahrnovat dyad His102 / Thr148 jako bázi pro deprotonaci C7a methylová skupina. Z dyadu pochází His102 z N-válce a Thr148 z C-válce, což zdůrazňuje důležitost blízkosti dvou podjednotek enzymu v raných fázích reakce.[7] Rovněž bylo navrženo, aby totožnost nukleofil je jeden z následujících konzervovaných zbytků: Ser146, Ser41, Cys48 nebo Thr148, nebo voda v nekatalyzované reakci.[1] Ve studiích o roli Cys48 jako možného nukleofilu nebylo stanoveno, zda nukleofilní posun dochází přes SN1 nebo SN2 reakce.[7]

Mech 1.jpgMech 2.jpgMech 3.jpgMech 4.jpg

Výroba drog

Vědci předpokládali, že k vývoji lze použít enzymy zapojené do biosyntetické dráhy riboflavinu, včetně riboflavin syntázy. antibakteriální léky k léčbě infekce zapříčiněno Gramnegativní bakterie a droždí. Tato hypotéza je založena na neschopnosti gramnegativních bakterií, jako jsou E-coli a S. typhimurium k absorpci riboflavinu z vnějšího prostředí.[5][8] Protože gramnegativní bakterie musí produkovat svůj vlastní riboflavin, může být užitečným nástrojem při vývoji antibakteriálních léčiv inhibice riboflavin syntázy nebo jiných enzymů zapojených do této dráhy.

Nejúčinnější riboflavin syntáza inhibitor je 9-D-ribityl-l, 3,7-trihydropurin-2,6,8-trion s hodnotou Ki 0,61 μM. Předpokládá se, že 9-D-ribityl-l, 3,7-trihydropurin-2,6,8-trion propracuje kompetitivní inhibice s 6,7-dimethyl-8-ribityllumazinem.[8]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d PDB: 1i8d​; Liao DI, Wawrzak Z, Calabrese JC, Viitanen PV, Jordan DB (květen 2001). "Krystalová struktura riboflavin syntázy". Struktura. 9 (5): 399–408. doi:10.1016 / S0969-2126 (01) 00600-1. PMID  11377200.
  2. ^ A b C d PDB: 1 kzl​; Gerhardt S, Schott AK, Kairies N, Cushman M, Illarionov B, Eisenreich W, Bacher A, Huber R, Steinbacher S, Fischer M (říjen 2002). „Studie reakčního mechanismu riboflavin syntázy: rentgenová krystalová struktura komplexu s 6-karboxyethyl-7-oxo-8-ribityllumazinem“. Struktura. 10 (10): 1371–81. doi:10.1016 / S0969-2126 (02) 00864-X. PMID  12377123.
  3. ^ http://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/PDBeXplore/enzyme/?ec=2.5.1.9&tab=assemblies
  4. ^ Fischer M, Schott AK, Kemter K, Feicht R, Richter G, Illarionov B, Eisenreich W, Gerhardt S, Cushman M, Steinbacher S, Huber R, Bacher A (prosinec 2003). "Riboflavin syntáza Schizosaccharomyces pombe. Dynamika proteinů odhalena experimenty s poruchami proteinu 19F NMR". BMC Biochem. 4: 18. doi:10.1186/1471-2091-4-18. PMC  337094. PMID  14690539.
  5. ^ A b Fischer M, Bacher A (červen 2008). "Biosyntéza vitaminu B2: Struktura a mechanismus riboflavin syntázy". Oblouk. Biochem. Biophys. 474 (2): 252–65. doi:10.1016 / j.abb.2008.02.008. PMID  18298940.
  6. ^ A b Bacher A, Eberhardt S, Fischer M, Kis K, Richter G (2000). "Biosyntéza vitaminu b2 (riboflavin)". Annu. Rev. Nutr. 20: 153–67. doi:10.1146 / annurev.nutr.20.1.153. PMID  10940330.
  7. ^ A b Zheng YJ, Jordan DB, Liao DI (srpen 2003). "Vyšetření reakčního meziproduktu v aktivním místě riboflavin syntázy". Bioorg. Chem. 31 (4): 278–87. doi:10.1016 / S0045-2068 (03) 00029-4. PMID  12877878.
  8. ^ A b Cushman M, Yang D, Kis K, Bacher A (prosinec 2001). „Návrh, syntéza a hodnocení 9-D-ribityl-1,3,7-trihydro-2,6,8-purinetrionu, silného inhibitoru riboflavin syntázy a lumazinsyntázy“. J. Org. Chem. 66 (25): 8320–7. doi:10.1021 / jo010706r. PMID  11735509.

externí odkazy