Лактат рацемаза - Lactate racemase
| Лактат рацемаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 5.1.2.1 | ||||||||
| Количество CAS | 2602118 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| БРЕНДА | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
В лактат рацемаза фермент (Лар) (EC 5.1.2.1 ) взаимно превращает D- и L-энантиомеры молочной кислоты. Классифицируется под изомераза, рацемаз, эпимераза, и фермент, действующий на гидроксил кислоты и производные классов ферментов.[1] Встречается в некоторых галофильный археи, такие как Haloarcula marismortui, а у некоторых видов бактерии, например, несколько Лактобациллы виды (производящие D- и L-лактат ) в том числе Lactobacillus sakei, Lactobacillus curvatus, и Lactobacillus plantarum, а также у немолочнокислых бактерий, таких как Clostridium beijerinckii.[2] Ген, кодирующий лактатрацемазу в L. plantarum был идентифицирован как ларА и показано, что он связан с широко распространенной системой созревания, включающей ларБ, larC1, larC2, и LARE.[3] Оптимальный pH для его активности 5,8-6,2 дюйма L. sakei.[4]
Структура и свойства
В молекулярный вес лактатрацемазы различается у разных организмов, у которых она была обнаружена, в диапазоне от 25000 до 82 400 г / моль.[5] Структура фермента из L. plantarum была решена Цзянь Ху и Робертом П. Хаузингером из Университет штата Мичиган и сотрудники там и в других местах.[6] Белок содержит неизвестный ранее ковалентно связанный никель-клещевой нуклеотид (NPN) кофактор (мононуклеотид пиридиния 3-тиоамид-5-тиокарбоновой кислоты), где атом никеля связан с C4 пиридиниевого кольца и двумя атомами серы. Этот кофактор участвует в протонном механизме переноса гидрида.[7]
Был проведен ряд недавних исследований синтеза кофактора NPN белками LarB, LarE и LarC. LarB - карбоксилаза / гидролаза никотинамид аденин динуклеотид (НАД), обеспечивая мононуклеотид пиридиний-3,5-дикарбоновой кислоты и аденозинмонофосфат (AMP).[8] LarE представляет собой АТФ-зависимую трансферазу серы, которая превращает две карбоксильные группы субстрата в тиокислоты, принося в жертву атомы серы цистеин остаток в белке.[9] Наконец, LarC добавляет никель в органический лиганд с помощью CTP-зависимого процесса для завершения синтеза кофактора NPN.[10]
Ферментная активность
У многих видов, содержащих лактатрацемазу, физиологическая роль фермента заключается в превращении субстрата D-лактата в L-лактат. У других видов, таких как L. plantarum, клеточная роль заключается в преобразовании L-лактата в D-лактат для включения в клеточную стенку.[2]
Реакция in vitro, катализируемая ферментом, достигает равновесия в точке, где существуют приблизительно эквимолярные концентрации D- и L-изомеров.[4]
L. plantarum первоначально продуцирует L-лактат, который вызывает активность лактатрацемазы. Напротив, D-лактат подавляет активность лактатрацемазы у этого вида. Следовательно, активность Lar, по-видимому, регулируется соотношением L-лактат / D-лактат. L. plantarum LarA представляет собой новый тип никельзависимого фермента благодаря своему новому никель-клещевой лиганд кофактор лиганда.[6]
Важность
Кажется, существуют два пути в L. plantarum для преобразования пируват в D-лактат. Один из них включает НАД-зависимую лактатдегидрогеназу, которая непосредственно продуцирует D-лактат (LdhD), а другой - за счет последовательной активности L-специфической лактатдегидрогеназы, за которой следует лактатрацемаза. Если фермент LdhD инактивирован или ингибирован, лактатрацемаза предоставляет бактериям путь спасения для производства D-лактата.[2] Этот путь важен, потому что производство D-лактата в L. plantarum связан с биосинтезом клеточной стенки. Мутанты, лишенные активности LdhD, которые также имели лар Удаленный оперон продуцировал только L-лактат, и биосинтез пептидогликана не происходил.
использованная литература
- ^ "Результат DBGET: ENZYME 5.1.2.1". Получено 2007-06-03.
- ^ а б c Гоффин П. Deghorain M; Майнарди J-L; и другие. (2005). "Рацемизация лактата как путь спасения для доставки D-лактата в механизм биосинтеза клеточной стенки в Lactobacillus plantarum". J. Bacteriol. 187 (19): 6750–61. Дои:10.1128 / JB.187.19.6750-6761.2005. ЧВК 1251571. PMID 16166538.
- ^ Desguin B, Goffin P, Viaene E, Kleerebezem M, Martin-Diaconescu V, Maroney MJ, Declercq JP, Soumillion P, Hols P (2014). «Лактатрацемаза - это никель-зависимый фермент, активируемый широко распространенной системой созревания». Nat. Сообщество. 5: 3615. Дои:10.1038 / ncomms4615. ЧВК 4066177. PMID 24710389.
- ^ а б Хияма Т., Фукуи С., Китахара К. (1968). «Очистка и свойства лактат рацемазы от Лактобациллы ради". J. Biochem. 64 (1): 99–107. Дои:10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a128870. PMID 5707819.
- ^ «BRENDA: Поступление лактатрацемазы (EC-номер 5.1.2.1)». Получено 2007-06-03.
- ^ а б Desguin B, Zhang T, Soumillion P, Hols P, Hu J, Hausinger RP (2015). «Связанный клещевой комплекс, полученный из ниацина, с никель-углеродной связью в лактатрацемазе». Наука. 349 (6243): 66–69. Дои:10.1126 / science.aab2272. PMID 26138974. S2CID 206637903.
- ^ Ранкин Дж. А., Мобан Р. К., Фелльнер М., Дезгин Б., Маккракен Дж., Ху Дж., Варганов С. А., Хаусинджер Р. П. (2018). «Никель-клещевой кофактор лактат рацемазы действует с помощью протонно-связанного механизма переноса гидрида». Биохимия. 57 (23): 3244–3251. Дои:10.1021 / acs.biochem.8b00100. OSTI 1502215. PMID 29489337.
- ^ Desguin B, Soumillion P, Hols P, Hausinger RP (2016). «Биосинтез никелевого кофактора с клещами включает в себя LarB-катализируемое карбоксилирование пиридиния и LarE-зависимое введение жертвенной серы». Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки. 113 (20): 5598–5603. Дои:10.1073 / pnas.1600486113. ЧВК 4878509. PMID 27114550.
- ^ Фелльнер М., Ранкин Дж. А., Дезгин Б., Ху Дж., Хаусингер Р. П. (2018). "Анализ остатка цистеина активного сайта жертвенной серной инсертазы LarE из Lactobacillus plantarum". Биохимия. 57 (38): 5513–5523. Дои:10.1021 / acs.biochem.8b00601. OSTI 1476089. PMID 30157639.
- ^ Desguin B, Fellner M, Riant O, Hu J, Hausinger RP, Hols P, Soumillion P (2018). «Биосинтез никель-клещевого нуклеотидного кофактора лактатрацемазы требует CTP-зависимой циклометаллазы». J. Biol. Chem. 293 (32): 12303–12317. Дои:10.1074 / jbc.RA118.003741. ЧВК 6093250. PMID 29887527.
