DAHP-синтаза

Домен DAHP-синтетазы I
Домен DAHP-синтетазы I
	Структура Aquifex aeolicus kdo8ps в комплексе с z-метил-пеп-2-дегидро-3-дезоксифосфооктонатальдолазой.
Идентификаторы
Символ	DAHP_synth_1
Пфам	PF00793
Пфам Клан	CL0036
ИнтерПро	ИПР006218
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2	51569 / SCOPe / СУПФАМ
Pfam
показывать Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

показывать Поиск
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

3-дезокси-7-фосфогептулонатсинтаза
3-дезокси-7-фосфогептулонатсинтаза
Идентификаторы
Номер ЕС.	2.5.1.54
Номер CAS.	9026-94-2
Базы данных
ИнтЭнк	вид IntEnz
БРЕНДА	БРЕНДА запись
Экспаси	Просмотр NiceZyme
КЕГГ	КЕГГ запись
МетаЦик	метаболический путь
ПРЯМОЙ	профиль
PDB Структуры	RCSB PDB PDBe PDBsum
Генная онтология	АмиГО / QuickGO
PMC
показывать Поиск
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

3-Дезокси-D-арабиногептулозонат-7-фосфат ( DAHP ) синтаза ( EC 2.5.1.54 — первый фермент в серии метаболических реакций , известных как шикиматный путь , который отвечает за биосинтез аминокислот фенилаланина ) , тирозина , и триптофан . Поскольку это первый фермент шикиматного пути, он контролирует количество углерода, поступающего в этот путь. ферментов Ингибирование является основным методом регулирования количества углерода, поступающего в этот путь. ^{[ 2 ]} Формы этого фермента различаются у разных организмов, но их можно считать DAHP-синтазой на основании реакции, катализируемой этим ферментом.

В энзимологии DAHP-синтаза ( КФ 2.5.1.54 ) — фермент химическую , катализирующий реакцию .

фосфоенолпируват + D-эритрозо-4-фосфат + H ₂ O

\rightleftharpoons

3-дезокси-D-арабино-гепт-2-улозонат 7-фосфат + фосфат

Тремя субстратами этого фермента являются фосфоенолпируват , D-эритрозо-4-фосфат и H ₂ O , тогда как двумя его продуктами являются 3-дезокси-D-арабино-гепт-2-улозонат-7-фосфат и фосфат .

Номенклатура

Этот фермент принадлежит к семейству трансфераз , а именно тех, которые переносят арильные или алкильные группы, отличные от метильных групп. Систематическое название этого класса ферментов — фосфоенолпируват:D-эритрозо-4-фосфат-С-(1-карбоксивинил)трансфераза (гидролизующая фосфат, образующая 2-карбокси-2-оксоэтил). Другие широко используемые названия включают 2-дегидро-3-дезоксифосфогептонат-альдолазу, 2-кето-3-дезокси-D-арабиногептоновую кислоту, 7-фосфатсинтетазу, 3-дезокси-D-арабино-2-гептулозоновую кислоту, 7- фосфатсинтетаза, 3-дезокси-D-арабиногептолозонат-7-фосфатсинтетаза, 3-дезокси-D-арабино-гептулозонат, 7-фосфатсинтетаза, 7-фосфо-2-кето-3-дезокси-D-арабиногептонат, D-эритрозо-4-фосфат, лиаза (пируват-фосфорилирующая), 7-фосфо- 2-дегидро-3-дезокси-D-арабиногептонат, D-эритрозо-4-фосфатлиаза (пируват-фосфорилирование), D-эритроза-4-фосфат-лиаза, D-эритроза-4-фосфат-лиаза (пируват-фосфорилирование), DAH7-P-синтаза, DAHP-синтаза, DS-Co, DS-Mn, KDPH-синтаза, KDPH-синтетаза, дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтетаза, фосфо-2-дегидро-3-дезоксигептонатальдолаза, фосфо-2-кето-3-дезоксигептаноатальдолаза, фосфо-2-кето-3-дезоксигептонатальдолаза, фосфо-2-кето-3-дезоксигептональдолаза и фосфо-2-оксо -3-дезоксигептонатальдолаза.

Биологическая функция

Основная функция DAHP-синтазы — катализировать реакцию фосфоенолпирувата и D-эритрозо-4-фосфата с образованием DAHP и фосфата . Однако другая биологическая функция фермента заключается в регулировании количества углерода, поступающего в шикиматный путь. Это достигается в основном с помощью двух разных методов: ингибирования по обратной связи и контроля транскрипции. ^{[ 2 ]} Ингибирование по обратной связи и контроль транскрипции являются механизмами регуляции углерода у бактерий, но единственным механизмом регуляции, обнаруженным в DAHP-синтазе, обнаруженной в растениях, является контроль транскрипции. ^{[ 2 ]}

У Escherichia coli , вида бактерий, DAHP-синтаза обнаружена в виде трех изоферментов , каждый из которых чувствителен к одной из аминокислот, образующихся по шикиматному пути. ^{[ 3 ]} При исследовании чувствительной к тирозину DAHP-синтазы в E. coli установлено, что фермент ингибируется тирозином путем неконкурентного ингибирования по отношению к фосфоенолпирувату - первому субстрату реакции, катализируемой DAHP-синтазой, тогда как фермент ингибируется тирозином. путем конкурентного ингибирования по отношению к D-эритрозо-4-фосфату, второму субстрату реакции, катализируемой DAHP-синтаза при концентрации тирозина выше 10 мкМ. ^{[ 3 ]} Установлено также, что фермент ингибируется неорганическим фосфатом посредством неконкурентного ингибирования по отношению к обоим субстратам и ингибируется DAHP посредством конкурентного ингибирования по отношению к фосфоенолпирувату и неконкурентного ингибирования по отношению к D-эритрозо-4-фосфату. ^{[ 3 ]} Исследования ингибирования продукта показали, что фосфоенолпируват является первым субстратом, который связывается с ферментным комплексом, а неорганический фосфат является первым продуктом, который диссоциирует от ферментного комплекса. ^{[ 3 ]} Таким образом, количество углерода, поступающего в шикиматный путь, можно контролировать, подавляя DAHP-синтазу, катализирующую реакцию, в результате которой образуется DAHP.

Поток углерода в шикиматный путь у растений регулируется транскрипционным контролем. ^{[ 3 ]} Этот метод также встречается у бактерий, но ингибирование по принципу обратной связи более распространено. ^{[ 2 ]} У растений по мере прохождения ими цикла роста активность DAHP-синтазы менялась. ^{[ 2 ]}

Каталитическая активность

Ионы металлов необходимы для того, чтобы DAHP-синтаза катализировала реакции. ^{[ 2 ]} В DAHP-синтазе было показано, что сайт связывания содержит образцы остатков цистеина и гистидина, связанных с ионами металлов по принципу Cys-XX-His. ^{[ 2 ]}

Было показано, что, как правило, DAHP-синтазам требуется кофактор двухвалентных ионов металлов. для правильного функционирования фермента ^{[ 4 ]} Ионы металлов, которые могут действовать как кофакторы, включают Mn. ²⁺, Фе ²⁺, Ко ²⁺, Зн ²⁺, С ²⁺и Ка ²⁺. ^{[ 4 ]} Исследования показали, что один ион металла связывается с каждым мономером DAHP-синтазы. ^{[ 4 ]}

Реакция, катализируемая DAHP-синтазой, показана ниже.

Структура

Четвертичная структура DAHP-синтазы состоит из двух прочно связанных димеров , что означает, что DAHP-синтаза является тетрамером . ^{[ 5 ]}

Справа находится изображение DAHP-синтазы, показывающее четвертичную структуру DAHP-синтазы. На этом изображении видно, что DAHP-синтаза состоит из двух прочно связанных димеров. Каждая из мономерных цепей окрашена по-разному.

Под первым изображением справа находится изображение DAHP-синтазы, которое также демонстрирует четвертичную структуру, однако это изображение представлено в мультипликационном виде. На этом изображении также показаны каждый из четырех мономеров, окрашенных по-разному. Кроме того, этот вид также можно использовать для отображения вторичных и третичных структур. Как показано, два мономера имеют бета-листы, которые взаимодействуют на одной стороне фермента, а два других мономера имеют бета-листы, которые взаимодействуют на противоположной стороне.

Структурные исследования

По состоянию на конец 2007 года четыре структуры для этого класса ферментов были решены PDB с кодами доступа 1RZM , 1VR6 , 1VS1 и 2B7O .

Семейство DAHP-синтетаз класса II

Идентификаторы

Символ

DAHP_synth_2

Пфам Клан

Доступные белковые структуры:
Pfam	structures / ECOD
PDB	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsum	structure summary

Ссылки

^ Сюй X, Ван Дж., Грайсон С., Петек С., Кутро П., Бирк М.Р., Вудард Р.В., Гатти Д.Л. (2003). «Структурный дизайн новых ингибиторов 3-дезокси-D-маннооктулозонат-8-фосфатсинтазы» . Дизайн и открытие лекарств . 18 (2–3): 91–9. дои : 10.3109/10559610290271787 . ПМИД 14675946 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Херрманн К., Энтус Р. (2001). «Путь Шикимата: ароматические аминокислоты и не только». Энциклопедия наук о жизни . дои : 10.1038/npg.els.0001315 . ISBN 978-0-470-01617-6 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Шонер Р., Херрманн К.М. (сентябрь 1976 г.). «3-Дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтаза. Очистка, свойства и кинетика тирозин-чувствительного изофермента из Escherichia coli». Журнал биологической химии . 251 (18): 5440–7. ПМИД 9387 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Стивенс К.М., Бауэрле Р. (ноябрь 1991 г.). «Анализ потребности в металлах 3-дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтазы из Escherichia coli». Журнал биологической химии . 266 (31): 20810–7. ПМИД 1682314 .
^ Шумилин И.А., Крецингер Р.Х., Бауэрле Р.Х. (июль 1999 г.). «Кристаллическая структура регулируемой фенилаланином 3-дезокси-D-арабиногептулозонат-7-фосфатсинтазы из Escherichia coli» . Структура . 7 (7): 865–75. дои : 10.1016/S0969-2126(99)80109-9 . ПМИД 10425687 .

Дальнейшее чтение

Шринивасан П.Р., Спринсон Д.Б. (апрель 1959 г.). «7-фосфатсинтетаза 2-кето-3-дезокси-D-арабогептоновой кислоты». Журнал биологической химии . 234 (4): 716–22. ПМИД 13654249 .
Йоссек Р., Бонгертс Дж., Шпренгер Г.А. (август 2001 г.). «Характеристика новой устойчивой к обратной связи 3-дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтазы AroF Escherichia coli» . Письма FEMS по микробиологии . 202 (1): 145–8. дои : 10.1111/j.1574-6968.2001.tb10795.x . ПМИД 11506923 .
Шнайдер Т.Р., Хартманн М., Браус Г.Х. (сентябрь 1999 г.). «Кристаллизация и предварительный рентгеноструктурный анализ 3-дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтазы (ингибируемой тирозином) из Saccharomyces cerevisiae». Акта Кристаллографика Д. 55 (Часть 9): 1586–8. дои : 10.1107/S0907444999007830 . ПМИД 10489454 .

[pmid14675946-1] Сюй X, Ван Дж., Грайсон С., Петек С., Кутро П., Бирк М.Р., Вудард Р.В., Гатти Д.Л. (2003). «Структурный дизайн новых ингибиторов 3-дезокси-D-маннооктулозонат-8-фосфатсинтазы» . Дизайн и открытие лекарств . 18 (2–3): 91–9. дои : 10.3109/10559610290271787 . ПМИД 14675946 .

[Skikimate_Pathway:_Aromatic_Amino_Acids_and_Beyond-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Херрманн К., Энтус Р. (2001). «Путь Шикимата: ароматические аминокислоты и не только». Энциклопедия наук о жизни . дои : 10.1038/npg.els.0001315 . ISBN 978-0-470-01617-6 .

[Schoner_and_Hermann_Kinetics-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Шонер Р., Херрманн К.М. (сентябрь 1976 г.). «3-Дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтаза. Очистка, свойства и кинетика тирозин-чувствительного изофермента из Escherichia coli». Журнал биологической химии . 251 (18): 5440–7. ПМИД 9387 .

[Metal_Ion_Cofactor-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с Стивенс К.М., Бауэрле Р. (ноябрь 1991 г.). «Анализ потребности в металлах 3-дезокси-D-арабино-гептулозонат-7-фосфатсинтазы из Escherichia coli». Журнал биологической химии . 266 (31): 20810–7. ПМИД 1682314 .

[Crystal_Structure-5] Шумилин И.А., Крецингер Р.Х., Бауэрле Р.Х. (июль 1999 г.). «Кристаллическая структура регулируемой фенилаланином 3-дезокси-D-арабиногептулозонат-7-фосфатсинтазы из Escherichia coli» . Структура . 7 (7): 865–75. дои : 10.1016/S0969-2126(99)80109-9 . ПМИД 10425687 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

v т и Ферменты
Activity	Active site Binding site Catalytic triad Oxyanion hole Enzyme promiscuity Diffusion-limited enzyme Cofactor Enzyme catalysis
Regulation	Allosteric regulation Cooperativity Enzyme inhibitor Enzyme activator
Classification	EC number Enzyme superfamily Enzyme family List of enzymes
Kinetics	Enzyme kinetics Eadie–Hofstee diagram Hanes–Woolf plot Lineweaver–Burk plot Michaelis–Menten kinetics
Types	EC1 Oxidoreductases (list) EC2 Transferases (list) EC3 Hydrolases (list) EC4 Lyases (list) EC5 Isomerases (list) EC6 Ligases (list) EC7 Translocases (list)