Сахараза-изомальтаза

И
Доступные структуры
ПДБ	Поиск ортологов: PDBe RCSB
показывать Список идентификационных кодов PDB
	3LPO, 3LPP
Идентификаторы
Псевдонимы	SI , сахароза-изомальтаза
Внешние идентификаторы	Опустить : 609845 ; МГИ : 1917233 ; Гомологен : 37424 ; GeneCards : ДА ; ОМА : СИ – ортологи
показывать Местоположение гена ( человек )
Chr.	Chromosome 3 (human)
End	165,078,496 bp
показывать Местоположение гена ( Мышь )
Chr.	Chromosome 3 (mouse)
End	72,875,196 bp
показывать экспрессии РНК Характер
	Top expressed in
	jejunal mucosa; ; mucosa of ileum; ; mucosa of sigmoid colon; ; duodenum; ; sperm; ; rectum; ; testicle; ; epithelium of colon; ; mucosa of transverse colon; ; appendix;
	Top expressed in
	duodenum; ; jejunum; ; ileum; ; colon; ; crypt of lieberkuhn; ; crypt of lieberkuhn of small intestine; ; intestinal epithelium; ; intestinal villus; ; thymus; ; esophagus;
	More reference expression data
	n/a
показывать Генная онтология
Molecular function	sucrose alpha-glucosidase activity; oligo-1,6-glucosidase activity; hydrolase activity, hydrolyzing O-glycosyl compounds; catalytic activity; alpha-1,4-glucosidase activity; hydrolase activity; hydrolase activity, acting on glycosyl bonds; carbohydrate binding;
Cellular component	integral component of membrane; plasma membrane; Golgi apparatus; apical plasma membrane; extracellular exosome; membrane; brush border;
Biological process	polysaccharide digestion; metabolism; carbohydrate metabolic process;
	Sources:Amigo / QuickGO
скрывать Ортологи
	6476
	69983
	ENSG00000090402
	ENSMUSG00000027790
	P14410
	F8VQM5
	НМ_001041
	НМ_001081137
	НП_001032
	НП_001074606
	Викиданные
Просмотр/редактирование человека	Просмотр/редактирование мыши

Сахараза-изомальтаза представляет собой бифункциональную глюкозидазу (фермент, переваривающий сахар), локализованную на щеточной кайме тонкой кишки и кодируемую человеческим геном SI . Это фермент двойной функции с двумя доменами GH31, один из которых служит изомальтазой , а другой — сахарозной альфа-глюкозидазой . ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Он преимущественно экспрессируется в апикальных мембранах энтероцитов . ^{[ 8 ]} Целью фермента является переваривание пищевых углеводов, таких как крахмал , сахароза и изомальтоза . Путем дальнейшей переработки продуктов распада можно получить энергию в виде АТФ. ^{[ 9 ]}

Структура

Сахараза-изомальтаза состоит из двух ферментативных субъединиц: сахаразы и изомальтазы . Субъединицы происходят от предшественника полипептида про-SI. Путем гетеродимеризации двух субъединиц образуется комплекс сахароза-изомальтаза. ^{[ 10 ]} Фермент закрепляется в мембране щеточной каймы кишечника с помощью гидрофобного сегмента, расположенного вблизи N-конца субъединицы изомальтазы. ^{[ 11 ]} Прежде чем фермент закрепится на мембране, про-SI богат маннозой и гликозилирован; он перемещается из ЭР в Гольджи, где превращается в белковый комплекс, N- и O-гликозилированный. необходимо О-связанное гликозилирование для доставки белка к апикальной мембране. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]} Кроме того, существует сегмент, который одновременно гликозилирован с О-связью и богат Ser/Thr. ^{[ 14 ]} Аналогичным образом устроен фермент мальтаза-глюкоамилаза , также входящий в состав GH31.

Сахараза-изомальтаза состоит из дублированных каталитических доменов, N- и C-концевых. Каждый домен демонстрирует перекрывающиеся особенности. Ученые обнаружили кристаллическую структуру N-концевой сахарозо-изомальтазы человека (ntSI) в апо-форме с разрешением 3,2 Å и в комплексе с ингибитором коталанолом с разрешением 2,15 Å. ^{[ 15 ]} Механизм сахаразы-изомальтазы приводит к чистому сохранению конфигурации в аномерном центре. ^{[ 15 ]}

Кристаллическая структура показывает, что сахароза-изомальтаза существует в виде мономера . Исследователи утверждают, что соблюдение димеров SI зависит от условий эксперимента. ^{[ 15 ]} Четыре мономера ntSI: A, B, C и D включены в асимметричную кристаллическую единицу и имеют идентичные активные центры. Активный сайт состоит из мелкого субстратного связывающего кармана, включающего субсайты -1 и +1. Невосстанавливающий конец подложек прикрепляется к карману. В то время как невосстанавливающее сахарное кольцо взаимодействует со скрытым субсайтом -1, восстанавливающее кольцо взаимодействует с обнаженным на поверхности субсайтом +1. ^{[ 15 ]}

Выявлены взаимодействия активного центра сахаразы-изомальтазы со следующими соединениями:

Гликан Man2GlcNAc2: внутри активного сайта Man2GlcNAc2 образует водородные связи с гидроксильными боковыми цепями Asp231 и Asp571. Кроме того, гидрофобные взаимодействия с Leu233, Trp327, Trp435, Phe479, Val605 и Tyr634 обеспечивают дополнительную стабилизацию Man2GlcNAc2. ^{[ 15 ]}
Коталонал, ингибитор: он взаимодействует с каталитическим нуклеофилом Asp472 и кислотно-основным катализатором Asp571. Кроме того, с субстратом связываются остатки ntSI His629, Asp355, Arg555, Asp231, Trp435 и Phe479. ^{[ 15 ]}

В настоящее время не существует кристаллических структур ntSI в комплексе с α-1,6-связанным субстратом или аналогом ингибитора. Чтобы предсказать связывание изомальтозы в структуре сахаразы-изомальтазы, модель была создана вручную. В субсайте -1 невосстанавливающее глюкозное кольцо изомальтозы было выровнено с кольцом акарбозы . ^{[ 15 ]}

Была изучена не только структура сахарозы-изомальтазы человека, но также проанализирована структура сахарозы-изомальтазы у морских львов и свиней. ^{[ 6 ]}^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}

Актуальность заболевания

Дефицит ответственен за непереносимость сахарозы . Врожденный дефицит сахарозы-изомальтазы (CSID), также называемый генетическим дефицитом сахаразы-изомальтазы (GSID), и непереносимость сахарозы, представляет собой генетическое кишечное заболевание, которое вызвано снижением или отсутствием сахаразы и изомальтазы. ^{[ 13 ]} Пояснения к GSID включают:

Мутации C1229Y и F1745C, которые присутствуют в сахаразном домене SI, блокируют путь SI к закреплению на апикальной мембране клетки, но не влияют на сворачивание белка или активность изомальтазы. ^{[ 13 ]}
Замена цистеина на аргинин по аминокислотному остатку 635 в изомальтазной субъединице SI присутствовала в кДНК, кодирующей пациента с CSID. SIC635R имел измененную схему складывания, что повлияло на профиль сортировки и увеличило скорость оборачиваемости. ^{[ 18 ]}
Фактором, который можно объяснить врожденным дефицитом сахаразы-изомальтазы, является задержка SI в цис-Гольджи. Эта неспособность к транспорту является результатом замены глутамина на пролин в аминокислотном остатке 1098 субъединицы сахаразы. ^{[ 19 ]}^{[ 20 ]}

связь между мутациями сахаразы-изомальтазы и хроническим лимфоцитарным лейкозом Кроме того, была выявлена (ХЛЛ). Эти мутации вызывают потерю функции фермента, блокируя биосинтез SI на поверхности клетки. ^{[ 8 ]}

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000090402 – Ensembl , май 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000027790 – Ensembl , май 2017 г.
^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Хаури Х.П., Куарони А., Иссельбахер К.Дж. (октябрь 1979 г.). «Биогенез плазматической мембраны кишечника: посттрансляционный путь и расщепление сахаразы-изомальтазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 76 (10): 5183–6. дои : 10.1073/pnas.76.10.5183 . ПМК 413104 . ПМИД 291933 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Сьёстрем Х, Норен О, Кристиансен Л, Вакер Х, Семенца Г (декабрь 1980 г.). «Полностью активная одноцепочечная сахараза-изомальтаза с двумя активными сайтами из тонкой кишки свиньи. Значение для биосинтеза интегрального стебельчатого мембранного белка млекопитающих» . Журнал биологической химии . 255 (23): 11332–8. дои : 10.1016/S0021-9258(19)70296-8 . ПМИД 7002920 .
^ Родригес И.Р., Таравель Ф.Р., Уилан У.Дж. (сентябрь 1984 г.). «Характеристика и функция сахаразы-изомальтазы кишечника свиней и ее отдельных субъединиц». Европейский журнал биохимии . 143 (3): 575–82. дои : 10.1111/j.1432-1033.1984.tb08408.x . ПМИД 6479163 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Родригес Д., Рамзи А.Дж., Кесада В., Гарабая К., Кампо Е., Фрейхе Х.М., Лопес-Отин К. (июнь 2013 г.). «Функциональный анализ мутаций сахаразы-изомальтазы у больных хроническим лимфоцитарным лейкозом» . Молекулярная генетика человека . 22 (11): 2273–82. дои : 10.1093/hmg/ddt078 . ПМИД 23418305 .
^ Берг, JM и др. Биохимия , 7-е изд. WH Freeman and Company: Нью-Йорк, 2012.
^ «SI сахараза-изомальтаза (α-глюкозидаза) [Homo sapiens (человек)] — Ген — NCBI» .
^ Бруннер, Дж.; Хаузер, Х.; Браун, Х.; Уилсон, К.Дж.; Вакер, Х.; О'Нил, Б.; Семенца, Г. (1979). «Способ ассоциации ферментного комплекса сахараза-изомальтаза с мембраной щеточной каймы кишечника» (PDF) . Ж. Биол. Хим . 254 (6): 1821–8. дои : 10.1016/S0021-9258(17)37729-3 . ПМИД 422555 .
^ Наим Х.Ю., Стерчи Э.Э., Ленце М.Ю. (май 1988 г.). «Биосинтез комплекса сахараза-изомальтаза человека. Дифференциальное O-гликозилирование субъединицы сахаразы коррелирует с ее положением в ферментном комплексе» . Журнал биологической химии . 263 (15): 7242–53. дои : 10.1016/S0021-9258(18)68634-X . ПМИД 3366777 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Альфала М., Кейзер М., Лееб Т., Циммер К.П., Наим Х.Ю. (март 2009 г.). «Сложные гетерозиготные мутации влияют на сворачивание и функцию белков у пациентов с врожденным дефицитом сахаразы-изомальтазы» . Гастроэнтерология . 136 (3): 883–92. дои : 10.1053/j.gastro.2008.11.038 . ПМИД 19121318 .
^ Хунцикер В., Шписс М., Семенза Г., Лодиш Х.Ф. (июль 1986 г.). «Комплекс сахараза-изомальтаза: первичная структура, мембранная ориентация и эволюция стебельчатого внутреннего белка щеточной каймы». Клетка . 46 (2): 227–34. дои : 10.1016/0092-8674(86)90739-7 . ПМИД 3755079 . S2CID 8207969 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Сим Л., Виллемсма С., Мохан С., Наим Х.И., Пинто Б.М., Роуз Д.Р. (июнь 2010 г.). «Структурная основа селективности субстрата в N-концевых доменах мальтазы-глюкоамилазы и сахаразы-изомальтазы человека» . Журнал биологической химии . 285 (23): 17763–70. дои : 10.1074/jbc.M109.078980 . ПМЦ 2878540 . ПМИД 20356844 .
^ Вакер Х., Аггелер Р., Кречмер Н., О'Нил Б., Такесу Ю., Семенза Г. (апрель 1984 г.). «Однополипептидный фермент с двумя активными сайтами: изомальтаза из мембраны щеточной каймы тонкой кишки морского льва. Ее возможная филогенетическая связь с сахаразой-изомальтазой» . Журнал биологической химии . 259 (8): 4878–84. дои : 10.1016/S0021-9258(17)42927-9 . ПМИД 6715326 .
^ Галанд Г (1989). «Сукраза-изомальтаза мембраны щеточной каймы, мальтаза-глюкоамилаза и трегалаза у млекопитающих. Сравнительное развитие, эффекты глюкокортикоидов, молекулярные механизмы и филогенетические последствия». Сравнительная биохимия и физиология. Б. Сравнительная биохимия . 94 (1): 1–11. дои : 10.1016/0305-0491(89)90002-3 . ПМИД 2513162 .
^ Кейзер М., Альфала М., Препстинг М.Дж., Кастеллетти Д., Наим Х.Ю. (май 2006 г.). «Измененное сворачивание, оборот и поляризованная сортировка действуют совместно, определяя новый патомеханизм врожденного дефицита сахаразы-изомальтазы» . Журнал биологической химии . 281 (20): 14393–9. дои : 10.1074/jbc.M513631200 . ПМИД 16543230 .
^ Препстинг М.Дж., Канапин Х., Джейкоб Р., Наим Х.Ю. (июнь 2005 г.). «Детерминанта свертывания на основе фенилаланина в кишечной сукразе-изомальтазе, которая функционирует в контексте механизма контроля качества за пределами эндоплазматической сети» . Журнал клеточной науки . 118 (Часть 12): 2775–84. дои : 10.1242/jcs.02364 . ПМИД 15944403 .
^ Препстинг М.Дж., Джейкоб Р., Наим Х.Ю. (май 2003 г.). «Замена глютамина на пролин в аминокислотном остатке 1098 сахаразы вызывает термочувствительную остановку сахаразы-изомальтазы в эндоплазматическом ретикулуме и цис-Гольджи» . Журнал биологической химии . 278 (18): 16310–4. дои : 10.1074/jbc.C300093200 . ПМИД 12624106 .

Внешние ссылки

Структура и эволюция мальтазо-глюкоамилазы и сахаразы-изомальтазы млекопитающих
Комплекс сукраза-изомальтаза + в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)

[refGRCh38Ensembl-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000090402 – Ensembl , май 2017 г.

[refGRCm38Ensembl-2] Перейти обратно: ^а ^б ^с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000027790 – Ensembl , май 2017 г.

[3] «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .

[4] «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .

[5] Хаури Х.П., Куарони А., Иссельбахер К.Дж. (октябрь 1979 г.). «Биогенез плазматической мембраны кишечника: посттрансляционный путь и расщепление сахаразы-изомальтазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 76 (10): 5183–6. дои : 10.1073/pnas.76.10.5183 . ПМК 413104 . ПМИД 291933 .

[Nor&eacute_7002920-6] Перейти обратно: ^а ^б Сьёстрем Х, Норен О, Кристиансен Л, Вакер Х, Семенца Г (декабрь 1980 г.). «Полностью активная одноцепочечная сахараза-изомальтаза с двумя активными сайтами из тонкой кишки свиньи. Значение для биосинтеза интегрального стебельчатого мембранного белка млекопитающих» . Журнал биологической химии . 255 (23): 11332–8. дои : 10.1016/S0021-9258(19)70296-8 . ПМИД 7002920 .

[7] Родригес И.Р., Таравель Ф.Р., Уилан У.Дж. (сентябрь 1984 г.). «Характеристика и функция сахаразы-изомальтазы кишечника свиней и ее отдельных субъединиц». Европейский журнал биохимии . 143 (3): 575–82. дои : 10.1111/j.1432-1033.1984.tb08408.x . ПМИД 6479163 .

[Rodríguez_2013-8] Перейти обратно: ^а ^б Родригес Д., Рамзи А.Дж., Кесада В., Гарабая К., Кампо Е., Фрейхе Х.М., Лопес-Отин К. (июнь 2013 г.). «Функциональный анализ мутаций сахаразы-изомальтазы у больных хроническим лимфоцитарным лейкозом» . Молекулярная генетика человека . 22 (11): 2273–82. дои : 10.1093/hmg/ddt078 . ПМИД 23418305 .

[Berg_2012-9] Берг, JM и др. Биохимия , 7-е изд. WH Freeman and Company: Нью-Йорк, 2012.

[10] «SI сахараза-изомальтаза (α-глюкозидаза) [Homo sapiens (человек)] — Ген — NCBI» .

[11] Бруннер, Дж.; Хаузер, Х.; Браун, Х.; Уилсон, К.Дж.; Вакер, Х.; О'Нил, Б.; Семенца, Г. (1979). «Способ ассоциации ферментного комплекса сахараза-изомальтаза с мембраной щеточной каймы кишечника» (PDF) . Ж. Биол. Хим . 254 (6): 1821–8. дои : 10.1016/S0021-9258(17)37729-3 . ПМИД 422555 .

[12] Наим Х.Ю., Стерчи Э.Э., Ленце М.Ю. (май 1988 г.). «Биосинтез комплекса сахараза-изомальтаза человека. Дифференциальное O-гликозилирование субъединицы сахаразы коррелирует с ее положением в ферментном комплексе» . Журнал биологической химии . 263 (15): 7242–53. дои : 10.1016/S0021-9258(18)68634-X . ПМИД 3366777 .

[Alfalah_2009-13] Перейти обратно: ^а ^б ^с Альфала М., Кейзер М., Лееб Т., Циммер К.П., Наим Х.Ю. (март 2009 г.). «Сложные гетерозиготные мутации влияют на сворачивание и функцию белков у пациентов с врожденным дефицитом сахаразы-изомальтазы» . Гастроэнтерология . 136 (3): 883–92. дои : 10.1053/j.gastro.2008.11.038 . ПМИД 19121318 .

[14] Хунцикер В., Шписс М., Семенза Г., Лодиш Х.Ф. (июль 1986 г.). «Комплекс сахараза-изомальтаза: первичная структура, мембранная ориентация и эволюция стебельчатого внутреннего белка щеточной каймы». Клетка . 46 (2): 227–34. дои : 10.1016/0092-8674(86)90739-7 . ПМИД 3755079 . S2CID 8207969 .

[Sim_20356844-15] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час Сим Л., Виллемсма С., Мохан С., Наим Х.И., Пинто Б.М., Роуз Д.Р. (июнь 2010 г.). «Структурная основа селективности субстрата в N-концевых доменах мальтазы-глюкоамилазы и сахаразы-изомальтазы человека» . Журнал биологической химии . 285 (23): 17763–70. дои : 10.1074/jbc.M109.078980 . ПМЦ 2878540 . ПМИД 20356844 .

[16] Вакер Х., Аггелер Р., Кречмер Н., О'Нил Б., Такесу Ю., Семенза Г. (апрель 1984 г.). «Однополипептидный фермент с двумя активными сайтами: изомальтаза из мембраны щеточной каймы тонкой кишки морского льва. Ее возможная филогенетическая связь с сахаразой-изомальтазой» . Журнал биологической химии . 259 (8): 4878–84. дои : 10.1016/S0021-9258(17)42927-9 . ПМИД 6715326 .

[17] Галанд Г (1989). «Сукраза-изомальтаза мембраны щеточной каймы, мальтаза-глюкоамилаза и трегалаза у млекопитающих. Сравнительное развитие, эффекты глюкокортикоидов, молекулярные механизмы и филогенетические последствия». Сравнительная биохимия и физиология. Б. Сравнительная биохимия . 94 (1): 1–11. дои : 10.1016/0305-0491(89)90002-3 . ПМИД 2513162 .

[18] Кейзер М., Альфала М., Препстинг М.Дж., Кастеллетти Д., Наим Х.Ю. (май 2006 г.). «Измененное сворачивание, оборот и поляризованная сортировка действуют совместно, определяя новый патомеханизм врожденного дефицита сахаразы-изомальтазы» . Журнал биологической химии . 281 (20): 14393–9. дои : 10.1074/jbc.M513631200 . ПМИД 16543230 .

[19] Препстинг М.Дж., Канапин Х., Джейкоб Р., Наим Х.Ю. (июнь 2005 г.). «Детерминанта свертывания на основе фенилаланина в кишечной сукразе-изомальтазе, которая функционирует в контексте механизма контроля качества за пределами эндоплазматической сети» . Журнал клеточной науки . 118 (Часть 12): 2775–84. дои : 10.1242/jcs.02364 . ПМИД 15944403 .

[20] Препстинг М.Дж., Джейкоб Р., Наим Х.Ю. (май 2003 г.). «Замена глютамина на пролин в аминокислотном остатке 1098 сахаразы вызывает термочувствительную остановку сахаразы-изомальтазы в эндоплазматическом ретикулуме и цис-Гольджи» . Журнал биологической химии . 278 (18): 16310–4. дои : 10.1074/jbc.C300093200 . ПМИД 12624106 .

[1]

[2]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

v т и Ферменты : мультиферментные комплексы
Photosynthesis	Photosynthetic reaction center complex proteins Photosystem I II
Dehydrogenase	Pyruvate dehydrogenase complex E1 E2 E3 Oxoglutarate dehydrogenase OGDH DLST DLD Branched-chain alpha-keto acid dehydrogenase complex BCKDHA BCKDHB DBT DLD
Other	CAD Carbamoyl phosphate synthase II Aspartate carbamoyltransferase Dihydroorotase P450-containing systems Cytochrome b6f complex Electron transport chain Fatty acid synthetase complex Glycine decarboxylase complex Mitochondrial trifunctional protein HADHA HADHB Phosphoenolpyruvate sugar phosphotransferase system Polyketide synthase Sucrase-isomaltase complex Tryptophan synthase

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)