Фосфорибозилантранилат изомераза - Википедия - Phosphoribosylanthranilate isomerase

фосфорибозилантранилат изомераза
Фосфорибозилантранилат изомераза Structure.png
3D-рендеринг фосфорибозилантранилат-изомеразы
Идентификаторы
Номер ЕС5.3.1.24
Количество CAS37259-82-8
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
БРЕНДАBRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
PDB структурыRCSB PDB PDBe PDBsum
Генная онтологияAmiGO / QuickGO

В энзимология, а фосфорибозилантранилат изомераза [PRAI] (ЕС 5.3.1.24 ) является фермент который катализирует третий шаг синтез аминокислоты триптофана.[1]

Этот фермент участвует в фенилаланин, тирозин и триптофан биосинтез путь, также известный как ароматическая аминокислота путь биосинтеза

В дрожжах это кодируется TRP1 ген.[2]

Номенклатура

Этот фермент принадлежит к семейству изомеразы, особенно те внутримолекулярные оксидоредуктазы взаимопревращение альдозы и кетоз. В систематическое название этого класса ферментов является N- (5-фосфо-бета-D-рибозил) антранилат альдозо-кетозо-изомераза. Другие широко используемые имена включают:

  • PRA-изомераза,
  • PRAI,
  • IGPS: PRAI (индол-3-глицеринфосфат,
  • синтетаза / комплекс N-5'-фосфорибозилантранилатизомеразы), и
  • N- (5-фосфо-бета-D-рибозил) антранилаткетол-изомераза.
  • xPRAI (мономерный вариант в Saccharmyces cerevisiae)[3]
  • PRAI [ML256-452] (сконструированный вариант 1- (2-карбоксифениламино) -1-дезокси-D-рибулозо-5-фосфаткарбоксилазы: PRAI)[3]

Реакция[4]

Фосфорибозилантранилат-изомераза - один из многих ферментов в пути биосинтеза триптофана (незаменимой аминокислоты). Субстраты и промежуточные продукты восходящего * пути показаны ниже (Рис. 2).

Как видно на фиг. 3, N- (5'-фосфорибозил) антранилат с помощью этого фермента превращается в 1- (о-карбоксифениламино) -1-дезоксрибулозу 5-фосфат. Как название фосфорибозилантранилат изомераза предполагает, что он функционирует как изомераза, перестраивая части молекулы без добавления или удаления молекул или атомов.

Реакция видна в Рис. 3, представляет собой внутримолекулярную окислительно-восстановительную реакцию (окислительно-восстановительную).[5] Его первый шаг включает перенос протона. Этот промежуточный продукт, еноламин, является флуоресцентным, что полезно для кинетических исследований.

в пределах этого пути.[5] Однако этот продукт нестабилен и быстро превращается в α-амино кето.

  • Рис. 2: Upstream * Путь синтеза триптофана

  • Рис 3: Фермент-изомеразная реакция

  • Рис. 4: Ниже по течению * Путь синтеза триптофана

  • Примечание: вверх / вниз по потоку относятся к соединениям / молекулам, непосредственно участвующим в реакции изомеразы фосфорибозилантранилата.

Кинетика

Кинетика Михаэлиса – Ментен данные приведены в таблице ниже для PRAI и индолглицеринфосфатсинтазы (IGPS, EC 4.1.1.48).[6]

Таблица 1: Кинетические данные
ФерментТемпература (° C)Км

(мкМ)

kcat

(1 сек)

tPRAI250.2803.7
450.39013.5
600.73038.5
801.030116.8
TIGPS250.0060.11
450.0140.75
600.0533.24
800.12315.4

Структура

Рис 6: Структура N- (5'-фосфорибозил) антранилатизомеразы Pyrococcus furiosus

В зависимости от микроорганизма структура PRAI может варьироваться от монофункционального фермента (мономерный и лабильный ) или стабильный бифункциональный димерный фермент. В Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida и Acinetobacter calcoaceticus фермент мономерный.[7] Напротив, в гипертермофил Thermotoga maritima, кишечная палочка (Рис. 5), Сальмонелла тифимуриум, и Aerobacter aerogenes, и Serratia marcescens, это бифункциональный фермент с индолеглицеринфосфатсинтазой в качестве парного фермента.[8]

Кристаллическая структура была охарактеризована для множества перечисленных выше микроорганизмов. Известный 2,0 А структура PRAI из Pyrococcus furiosus показывает, что tPRAI имеет ТИМ-ствол складывать (Рис. 6). PRAI получен из Термококк кодакараенсис также выражает аналогичную структуру складки TIM-ствола.[7] В подразделения tPRAI ассоциируются через N-концевые грани их центральных бета-бочки. Два длинных, связанных с симметрией петли которые взаимно выступают в полости другой субъединицы, обеспечивают множественные гидрофобный взаимодействия. Более того, боковые цепи N-терминала метионины и C-терминал лейцины обоих подразделения обездвижены в гидрофобный кластер, а количество соль мосты увеличены в tPRAI. Эти особенности, по-видимому, в основном ответственны за высокий термостойкость tPRAI.[9]

Рис 5: Трехмерная структура бифункционального фермента PRAI: IGPS из E. Coli
Рис 7: IGPS (фиолетовый), общий (оранжевый) и PRAI (бирюзовый) домены реакции

Бифункциональная версия этого фермента, выделенная из E. Coli (Рис. 5) выполняет два этапа пути триптофана. Ссылка Рис. 7, N-конец катализирует реакцию IGPS (остатки ~ 1–289 фиолетового цвета), а C-концевой домен выполняет реакцию PRAI (остатки ~ 158–452 бирюзового цвета). Хотя эти домены перекрываются (оранжевый), активные сайты не перекрываются, и исследования показали, что монофункциональные ферменты, составляющие эти два домена, по-прежнему способны продуцировать функциональный путь биосинтеза триптофана.[10]

Петли βα отвечают за активность этого фермента, а петли αβ участвуют в стабильности белка.[8]

Более подробную информацию об открытии структуры этого фермента можно найти в статье Виллманна.[11]

Активный сайт[7]

В частности, для изомеразы фосфорибозилантранилат, ТкТрпФ, от Thermococcus kodakaraensis. Активный сайт перегруппировки Амадори был определен как Cys8 (действующий как основное основание) и Asp135 (как общая кислота).[12]

Ингибиторы

An ингибитор фермента[13] представляет собой молекулу, которая связывается с ферментом, что снижает активность белка. Было показано, что следующие молекулы ингибируют активность PRAI:

Восстановленный 1- (2-карбоксифениламино) -1-дезокси-D-рибулозо-5-фосфат [5, 6,8); Фосфат индолеглицерина (8); Фосфат индолепропанола (8); MnCI2 CoCI2 [16); CuS04 (16); Больше (химически синтезированный N- (5-фосфо-бетаD-рибозил) антранилат содержит ингибиторы, но не, если он вырабатывается антранилатфосфорибозилтрансферазой)

Молекулярный вес[3]

26300 (Bacillus subtilis, гель-фильтрация)

45000 (Aeromonas formicans, Serratia marinorubra, гель-фильтрация, индол-3-

глицерин-фосфатсинтетаза / N-5'-фосфорибозилантранилат-изомераза

сложный)

46000 (E. coli, седиментационное равновесие)

47000 (Citrobacter ballerupensis, гель-фильтрация, индол-3-глицеринфосфат

синтетаза / комплекс N-5'-фосфорибозилантранилатизомеразы)

48000 (Serratia marcescens, Erwinia carotovora, гель-фильтрация, индол-3-глицеринфосфатсинтетаза / N-5'-фосфорибозилантранилат

изомеразный комплекс)

49370 (E. coli, рассчитано по последовательности гена)

53000 (Proteus vulgaris, гель-фильтрация, индол-3-глицеринфосфат синтетаза /

N-5'-фосфорибозилантранилат изомеразный комплекс)

160000 (Neurospora crassa, гель-фильтрация, компонент антранилата)

комплекс синтетазы содержит N- (5'-фосфорибозил) антранилат-изомеразу и

активности индол-3-глицеринфосфатсинтетазы)

185000 (Hansenula henricii, гель-фильтрация, индол-3-глицеринфосфатсинтетаза /

N-5'-фосфорибозилантранилат изомеразный комплекс)

Гомологичные гены

Есть гомологичный гены, которые продуцируют этот фермент у видов растений, таких как Arabidopsis thaliana и Oryza sativa (Азиатский рис). Одна из форм бактерий, в которой он обнаружен Thermotoga maritima.

Фосфорибозилантранилат-изомераза также содержится в различных формах грибов, таких как Kluyveromyces lactis (дрожжи), Saccharomyces cerevisiae (дрожжи) и Ашбья госсипии.[14]

Список генов, кодирующих PRAI, также можно найти в базе данных KEGG Enzyme.[15]

Рекомендации

  1. ^ Крейтон Т.Э., Янофски С. (1970). «Хоризмат триптофана (Escherichia coli) - антранилатсинтетаза, PR трансфераза, PRA-изомераза, InGP-синтетаза, триптофансинтетаза». Методы Энзимол. Методы в энзимологии. 17А: 365–380. Дои:10.1016/0076-6879(71)17215-1. ISBN  9780121818746.
  2. ^ "TRP1 / YDR007W Сводка". База данных генома сахаромицетов. Стэндфордский Университет.
  3. ^ а б c Шомбург, Дитмар; Стефан, Дёрте (1994). Справочник по ферментам. Springer-Verlag. ISBN  9783642579424. OCLC  859587801.
  4. ^ Люберт Страйер (2019-03-25). Биохимия. ISBN  9781319114657. OCLC  1052398743.
  5. ^ а б Хоммель У., Эберхард М., Киршнер К. (апрель 1995 г.). «Фосфорибозилантранилат изомераза катализирует обратимую реакцию амадори». Биохимия. 34 (16): 5429–39. Дои:10.1021 / bi00016a014. PMID  7727401.
  6. ^ Стернер Р., Мерц А., Тома Р., Киршнер К. (2001). «Фосфорибозилантранилат изомераза и индолеглицерин-фосфатсинтаза: ферменты биосинтеза триптофана из Thermotoga maritima». Методы в энзимологии. 331: 270–80. Дои:10.1016 / S0076-6879 (01) 31064-9. ISBN  9780121822323. PMID  11265469.
  7. ^ а б c Perveen, S .; Рашид, Н .; Папагеоргиу, A.C. (09.11.2016). «Фосфорибозилантранилат-изомераза из Thermococcus kodakaraensis». Дои:10.2210 / pdb5lhf / pdb. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  8. ^ а б Тома Р., Хенниг М., Стернер Р., Киршнер К. (март 2000 г.). «Структура и функция мутационно генерируемых мономеров димерной фосфорибозилантранилат-изомеразы из Thermotoga maritima». Структура. 8 (3): 265–76. Дои:10.1016 / s0969-2126 (00) 00106-4. PMID  10745009.
  9. ^ Хенниг М., Стернер Р., Киршнер К., Янсониус Дж. Н. (май 1997 г.). «Кристаллическая структура при разрешении 2,0 А фосфорибозилантранилат изомеразы из гипертермофила Thermotoga maritima: возможные детерминанты стабильности белка». Биохимия. 36 (20): 6009–16. Дои:10.1021 / bi962718q. PMID  9166771.
  10. ^ Эберхард М., Цай-Пфлугфельдер М., Болевска К., Хоммель Ю., Киршнер К. (апрель 1995 г.). «Индолеглицеринфосфатсинтаза-фосфорибозилантранилат-изомераза: сравнение бифункционального фермента из Escherichia coli с сконструированными монофункциональными доменами». Биохимия. 34 (16): 5419–28. Дои:10.1021 / bi00016a013. PMID  7727400.
  11. ^ PDB: 1ПИИ​; Вильманнс М., Пристл Дж. П., Нирманн Т., Янсониус Дж. Н. (январь 1992 г.). «Трехмерная структура бифункциональной ферментной фосфорибозилантранилат-изомеразы: индолеглицеролфосфатсинтазы из Escherichia coli с разрешением 2,0 A». Журнал молекулярной биологии. 223 (2): 477–507. Дои:10.1016/0022-2836(92)90665-7. PMID  1738159.
  12. ^ Питт, Чарльз (2002). Саксофон, Адольф (опера). Оксфордская музыка онлайн. Издательство Оксфордского университета. Дои:10.1093 / gmo / 9781561592630.article.o006145.
  13. ^ «Фермент → Список ингибиторов: M», Справочник по ингибиторам ферментов, Wiley-VCH Verlag GmbH, 1999, стр.894–956, Дои:10.1002 / 9783527618330.ch13, ISBN  9783527618330
  14. ^ «Взрывной поиск фосфорибозилантранилат-изомеразы». База данных HomoloGene. Национальный центр биотехнологической информации.
  15. ^ «Фермент КЕГГ».

дальнейшее чтение

  • Браус Г. Х., Люгер К., Паравичини Г., Шмидхейни Т., Киршнер К., Хюттер Р. (июнь 1988 г.). «Роль гена TRP1 в биосинтезе триптофана дрожжами». Журнал биологической химии. 263 (16): 7868–75. PMID  3286643.
Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и ИнтерПро: IPR001240