АДФ-рибоза дифхосфатаза
| АДФ-рибоза дифхосфатаза | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| ЕС №. | 3.6.1.13 | ||
| CAS №. | 9024-83-3 | ||
| Базы данных | |||
| Intenz | Intenz View | ||
| Бренда | Бренда вход | ||
| Расширение | Вид Nicezyme | ||
| Кегг | Кегг вход | ||
| Метатический | Метаболический путь | ||
| Напрямую | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBE PDBSUM | ||
| Джин Онтология | Друг / Quickgo | ||
| |||
АДФ-рибоза дифхосфатаза ( EC 3.6.1.13 ) представляет собой фермент , который катализирует реакцию гидролиза, в которой нуклеофилизирует вода ADP-рибозы с образованием AMP и D-рибозы 5-фосфата. фермента Гидролиз возникает путем разрушения фосфоангидридной связи и зависит от Mg 2+ ионы, которые удерживаются в комплексе ферментом.
С -концевой домен дифхосфатазы ADP-рибозы содержит последовательность Nudix , высококонсервативную аминокислотную последовательность, которая обнаруживается в более чем 450 предполагаемых белках примерно у 90 различных видов. Частью этой последовательности, известной как складка Nudix, является каталитическая часть последовательности. Это структурно консервативный мотив петлей-петли, который создает каркас для связывания металлов и химии пирофосфатазы в ферменте. [ 1 ]
Гидролазы ADP-рибозы в целом действуют как защитные агенты от чрезмерного внутриклеточного накопления ADP-рибозы, поскольку высокие внутриклеточные уровни ADP-рибозы могут нанести ущерб клетке. АДФ-рибоза дифхосфатаза, в частности, гидролизует ADP-рибозу в 5-фосфат AMP и D-рибозы, оба из которых являются промежуточными звенами центральных метаболических путей и, следовательно, легко используются. [ 2 ] [ 3 ]
Другие общие названия для дифхосфатазы ADP-рибозы включают в себя пирофосфатазу ADP-рибозы и АДПРАЗА. АДФ-рибоза обычно называют ADPR.
Структура
[ редактировать ]
Адплаза представляет собой димер из двух идентичных мономеров, каждый из которых содержит 209 аминокислот. Два мономера сложены на два различных структурных домена и с двумя эквивалентными каталитическими участками. С-концевой домен состоит из последовательности NUDIX, упомянутой выше, а N-концевой домен в основном участвует в стабилизации димера. Как отмечалось ранее, складка Nudix является каталитической частью фермента, но оба домена участвуют в активном сайте, и они оба помогают с прикреплением и координацией H 2 O, Mg 2+ и подложка ADP-рибозы. [ 1 ]
Смежная картина показывает активный сайт Adprase в комплексе с AMPCPR и MG 2+ Полем AMPCPR является негидролизируемым аналогом ADP-рибозы и, таким образом, функционирует как ингибитор ADPRASE. Изображение ниже показывает первый и второй Mg 2+ Ионы, которые служат для координации атакующей молекулы воды, так что она идеально соответствовала носковой связи (связь OPO составляет 177 градусов) и готова к атаке. Глутаматная . боковая цепь (E162) будет депротонировать молекулу воды, а затем гидроксид -ион будет атаковать нуклеофилизию Это происходит, когда молекула воды находится в 3,0 ангстремах от молекулы фосфора, она атакует. С помощью H 2 O 18 было обнаружено, что молекула воды атакует аденозилфосфат. Это доказательство является опровержением предыдущего исследования, в котором предполагалось, что гидролиз ADP-рибозы может пройти нуклеофильную атаку либо в альфа или бетафосфате (Gabelli, et al. 2001). После атаки молекулы воды образуется промежуточное соединение, а затем рибосе 5-фосфат начинается в качестве уходной группы. Третий активный сайт mg 2+ Ион используется для стабилизации отрицательного заряда фосфатной группы по мере ее ухода, и, таким образом, отлично расположен между двумя фосфатами. [ 4 ]
Когда субстрат связан, структура фермента отличается по форме. С помощью подложки Loop L9 перемещается 10 ангстрем из своего исходного положения в свободном ферменте, который образует более плотный поворот и приводит E162 в его каталитическое положение, что означает, что эти ферментные циклы между открытым (свободный фермент) и закрытым (субстрат-металл комплекс) конформация. Это важно, потому что он предотвращает неспецифический гидролиз других нуклеотидов. [ 4 ] ADPRASE очень специфична для ADPR, так как было показано, что его K M для ADPR ниже, по крайней мере, на два порядка, чем для других сахарных нуклеотидов.
Механизм
[ редактировать ]Гидролиз ADPR катализируется E162, который улучшает нуклеофильность молекулы воды в активном сайте путем депротонирования. Эта вода идеально поддерживается в соответствии с ножничной связью первым и вторым ионами магния. Затем гидроксидный ион атакует атом фосфора на аденозилфосфат, создавая тригональное промежуточное соединение с негативно заряженным кислородом, прикрепленным к аденозилфосфату. Затем двойная связь реформируется, эффективно разряжая рибозу 5-фосфата в качестве уходной группы. Третий мг 2+ используется для стабилизации отрицательного заряда в уходной группе. [ 4 ]
Функции фермента
[ редактировать ]АДФ-рибоза является промежуточным звеном, которое продуцируется во время метаболизма белков NAD+ , моно- или поли-насыщенных и циклических ADP . АДФ-рибоза является белком-гликатным агентом, а избыточные уровни ADP-рибозы в клетке могут вызывать негментатическое ADP-рибозилирование. Негментатическое ADP-рибозилирование может инактивировать белковые мишени, которые содержат нуклеотидсвязывающие сайты, когда аденилат-фрагмент ADP-рибозы связывается с ними, а также может влиять на метаболическую регуляцию, которая возникает посредством ферментативного ADP-рибозилирования . [ 3 ] Например, актиновая полимеризация ингибируется негриментативным ADP-рибозилированием в остатке Cys . Таким образом, считается, что АДПРАЗА в целом в качестве фермента, очищающего дом, для устранения потенциально вредной АДФ-рибозы из клетки. [ 2 ] [ 5 ]
В литературе детоксифицирующая роль адплазы напрямую поддерживается в клетках кишечной палочки . Но в клетках млекопитающих существует только косвенные доказательства, связывающие адплазу с детоксифицирующей ролью, и это происходит из-за исследований очень специфических адприбазе печени крысы цитотоксическими агентами. [ 3 ] [ 6 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Gabelli SB, Bianchet MA, Bessman MJ, Amzel LM (май 2001 г.). «Структура пирофосфатазы ADP-рибозы выявляет структурную основу для универсальности семейства нудикс». Природа структурная биология . 8 (5): 467–72. doi : 10.1038/87647 . PMID 11323725 . S2CID 10896410 .
- ^ Jump up to: а беременный Galperin My, Moroz OV, Wilson KS, Murzin AG (январь 2006 г.). «Уборка дома, часть хорошего домашнего хозяйства» . Молекулярная микробиология . 59 (1): 5–19. doi : 10.1111/j.1365-2958.2005.04950.x . PMID 16359314 . S2CID 10313196 .
- ^ Jump up to: а беременный в Ribeiro JM, Carloto A, Costas MJ, Cameselle JC (апрель 2001 г.). «Человеческая плацента-гидролазы активных на свободной ADP-рибозе: ADP-сахар-пирофосфатаза и специфическая пирофосфатаза ADP-рибозы». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Общие субъекты . 1526 (1): 86–94. doi : 10.1016/s0304-4165 (01) 00113-1 . PMID 11287126 .
- ^ Jump up to: а беременный в Габелли С.Б., Бьянка М.А., Охниши Ю., Ичикава Ю., Бессман М.Дж., Амзель Л.М. (июль 2002 г.). «Механизм пирофосфатазы Escherichia coli-рибозы, нудикс-гидролаза». Биохимия . 41 (30): 9279–85. doi : 10.1021/bi0259296 . PMID 12135348 .
- ^ Окуда К., Хаяси Х, Нишияма Y (июль 2005 г.). «Систематическая характеристика семейства пирофосфатазы ADP-рибозы в Cyanobacterium synechocystis sp. Штамм PCC 6803» . Журнал бактериологии . 187 (14): 4984–91. doi : 10.1128/jb.187.14.4984-4991.2005 . PMC 1169527 . PMID 15995214 .
- ^ Dunn CA, O'handley SF, Frick DN, Bessman MJ (ноябрь 1999). «Исследования подсемейства подсемейства пирофосфатазы ADP-рибозы итудистских гидролаз и предварительной идентификации TRGB, гена, связанного с устойчивостью к теллуриту» . Журнал биологической химии . 274 (45): 32318–24. doi : 10.1074/jbc.274.45.32318 . PMID 10542272 .
