Семейство сквален/фитоенсинтаз
| SQS_PSY | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | SQS_PSY | ||
| Пфам | PF00494 | ||
| ИнтерПро | ИПР002060 | ||
| PROSITE | PDOC00802 | ||
| ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2 | 1ezf / SCOPe / СУПФАМ | ||
| Суперсемейство OPM | 297 | ||
| белок OPM | 3в66 | ||
| Мембраном | 635 | ||
| |||
Семейство сквален/фитоенсинтаз представляет собой белки, которые катализируют прямую конденсацию пренильных единиц C 15 и C 20 (т.е. фарнезилдифосфат и генранилгеранилдифосфат ). Этот ферментативный этап является частью пути биосинтеза стероидов и каротиноидов . скваленсинтазы EC (SQS) и фитоенсинтазы EC (PSY) являются двумя хорошо известными примерами этого семейства белков и имеют ряд функциональных сходств. Эти сходства также отражены в их первичной структуре . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] В частности, три хорошо сохранившихся региона SQS и PSY разделяют ; они могут быть вовлечены в субстрата связывание и/или каталитический механизм. SQS катализирует превращение двух молекул фарнезилдифосфата ( FPP) в сквален . Это первый решительный шаг на пути биосинтеза холестерина . Реакция, осуществляемая SQS, катализируется в две отдельные стадии: первая представляет собой прямую конденсацию двух молекул FPP с образованием пресквалэндифосфата; этот промежуточный продукт затем перегруппировывается в результате НАДФ -зависимого восстановления с образованием сквалена:
2 ФПП -> пресквалендифосфат + НАДФ -> сквален
SQS встречается во всех трех сферах жизни; эукариоты , археи ( галоархеи ) и бактерии . Недавний филогенетический анализ предполагает бактериальное происхождение SQS. [ 4 ] и более поздний горизонтальный перенос гена SQS общему предку эукариот. Известно, что некоторые бактерии альтернативно обладают набором из трех генов биосинтеза сквалена (HpnCDE). [ 5 ] HpnC и HpnD гомологичны друг другу и, по-видимому, эволюционировали у видов, содержащих HpnCDE, вместе с HpnE. HpnCD также гомологичны SQS и PSY и, таким образом, являются членами семейства сквален/фитоенсинтаз. Предполагается, что HpnCD и SQS развились независимо от гомолога PSY. [ 4 ]
У дрожжей SQS кодируется геном ERG9, у млекопитающих FDFT1 — геном . SQS мембраносвязан .
PSY катализирует превращение двух молекул геранилгеранилдифосфата (GGPP) в фитоен. Это второй этап биосинтеза каротиноидов из изопентенилдифосфата . Реакция, осуществляемая PSY, катализируется в две отдельные стадии: первая представляет собой прямую конденсацию двух молекул GGPP с образованием префитоендифосфата; это промежуточное соединение затем перегруппировывается с образованием фитоена .
2 ГГПП -> префитоендифосфат -> фитоин
PSY обнаружен у всех организмов, синтезирующих каротиноиды : растений и фотосинтезирующих бактерий, а также у некоторых нефотосинтезирующих бактерий и грибов. У бактерий PSY кодируется геном crtB. У растений PSY локализован в хлоропластах . В то время как PSY/CrtB катализирует прямую конденсацию пренильной единицы C 20 (GGPP), группа гомологичных белков, меченных как CrtM, катализирует ту же ферментативную реакцию для единицы C 15 (FPP). [ 6 ] Продуктом конденсации двух ФПП является дегидросквален (диапофитоен). CrtB и CrtM имеют общее происхождение, но неизвестно, какой из них развился первым.
Хотя субстраты FPP и GGPP являются амфипатическими , продукты сквален, дегидросквален и фитоен являются гидрофобными . Таким образом, последующие ферментативные этапы биосинтеза стероидов и каротиноидов происходят в клеточных мембранах организмов-хозяев.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Саммерс С., Карст Ф., Чарльз А.Д. (декабрь 1993 г.). «Клонирование, экспрессия и характеристика кДНК, кодирующей скваленсинтазу печени человека, и ее связь с фитоенсинтазой». Джин . 136 (1–2Че): 185–92. дои : 10.1016/0378-1119(93)90462-c . ПМИД 8294001 .
- ^ Робинсон Г.В., Цай Ю.Х., Кинцле Б.К., Смит-Монрой К.А., Бишоп Р.В. (май 1993 г.). «Консервация скваленсинтетаз человека и грибов: сходство в структуре, функциях и регуляции» . Мол. Клетка. Биол . 13 (5): 2706–17. дои : 10.1128/mcb.13.5.2706 . ПМК 359645 . ПМИД 8474436 .
- ^ Рамер С., Хьюгени П., Бувье Ф., Камара Б., Кунц М. (ноябрь 1993 г.). «Экспрессия генов, кодирующих ранние ферменты биосинтеза каротиноидов в Capsicum annuum». Биохим. Биофиз. Рез. Коммун . 196 (3): 1414–21. дои : 10.1006/bbrc.1993.2410 . ПМИД 8250898 .
- ^ Jump up to: а б Сантана-Милл, Чарльз; Ривас-Марин, Елена; Рохас, Ханна М; Девос, Дэмиен П. (01 июля 2020 г.). Урсула Баттистуцци, Фабия (ред.). «Происхождение и эволюция синтеза полициклических тритерпенов» . Молекулярная биология и эволюция . 37 (7): 1925–1941. дои : 10.1093/molbev/msaa054 . ISSN 0737-4038 . ПМЦ 7306690 . ПМИД 32125435 .
- ^ Пан, Цзянь-Юнг; Солбиати, Хосе О.; Рамамурти, Гурусанкар; Хиллерих, Брэндан С.; Зайдель, Рональд Д.; Кронан, Джон Э.; Альмо, Стивен С.; Поултер, К. Дейл (27 мая 2015 г.). «Биосинтез сквалена из фарнезилдифосфата в бактериях: три этапа, катализируемые тремя ферментами» . Центральная научная служба ACS . 1 (2): 77–82. дои : 10.1021/accentsci.5b00115 . ISSN 2374-7943 . ПМК 4527182 . ПМИД 26258173 .
- ^ Мисава, Норихико (01 января 2010 г.), Лю, Хун-Вэнь (Бен); Мандер, Лью (ред.), «1.20 - Каротиноиды» , Comprehensive Natural Products II , Oxford: Elsevier, стр. 733–753, doi : 10.1016/b978-008045382-8.00009-5 , ISBN 978-0-08-045382-8 , получено 22 октября 2021 г.
