Коэнзим трансферы
| COA-Transferase | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллическая структура 3-оксоцидной COA-трансферазы 1 Oxct1 из сердца свиньи | |||
| Идентификаторы | |||
| ЕС №. | 2.8.3.- | ||
| 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 | ||
| |||
Коэнзим А-трансферазы ( COA-трансферазы ) представляют собой трансферазные ферменты, которые катализируют перенос коэнзимента группы от донора ацил-КоА к акцептору карбоновой кислоты . [ 1 ] [ 2 ] Среди других ролей они ответственны за передачу групп COA во время ферментации и метаболизма кетоновых тел . Эти ферменты встречаются во всех трех доменах жизни ( бактерии , эукариоты , археи ). [ 1 ]
Реакция
[ редактировать ]Как группа, COA трансферазы катализируют 105 реакций с относительно быстрой скоростью. [ 1 ] Некоторые общие реакции включают
- Ацетил-коа + бутират Ацетат + botyryl-coa
- Ацетил-коа + сукцинат Ацетат + сукцинил-коа
- Ацетоацетат-коа + сукцинат Ацетоацетат + Сукцинил-КоА
- Формиат + оксалат Формиат + Оксалил-КоА
Эти реакции имеют разные функции в клетках. Реакция, включающая ацетил-КоА и бутират ( EC 2.8.3.8 ), например, образует бутират во время ферментации. [ 3 ] Реакция, включающая ацетил-КоА и сукцинат ( EC 2.8.3.18 ), является частью модифицированного цикла TCA [ 4 ] или формирует ацетат во время ферментации. [ 5 ] Реакция, включающая ацетоацетат-КоА и сукцинат ( EC 2.8.3.5 ), разрушает ацетоацетат тела кетона, образованный во время кетогенеза . [ 6 ]
Многие ферменты могут катализировать множество реакций, тогда как некоторые ферменты являются специфическими и катализируют только одну. [ 1 ]
Семьи
[ редактировать ]COA-трансферазы были разделены на шесть семейств (CAT1, OXCT1, GCT, MDCA, FRC, CITF) на основе их аминокислотных последовательностей и катализированных реакций. [ 1 ] Они также различаются по типу катализа и их кристаллических структур. Несмотря на некоторые общие свойства, эти шесть семейств не тесно связаны (<25% аминокислота).
Три семейства катализируют реакции COA-трансферазы почти исключительно. Семейство CAT1 катализирует реакции с небольшим ацил-КоА, такими как ацетил-КоА ( EC 2.8.3.18) ), пропионил-КоА ( EC 2.8.3.1 , EC 2.8.3.12 ) и Botyryl-CoA ( EC 2.8.3.8 ). Семейство OXCT1 использует OXO ( EC 2.8.3.5 , EC 2.8.3.6 ) и гидрокси ацил-COA ( EC 2.8.3.6 , EC 2.8.3.1 ). Семейство FRC использует необычную ацил-COA, в том числе коэфиры оксалата ( EC 2.8.3.16 , EC 2.8.3.19 ), желчные кислоты ( EC 2.8.3.25 ) и ароматические соединения ( EC 2.8.3.15 , ( EC 2.8.3.17 ) Полем Два семейства катализируют реакции COA-трансферазы, но они также катализируют другие реакции трансферазы. Семейство CITF катализирует реакции с участием ацетил-КоА и цитрата EC 2.8.3.10 ), но его основная роль-как ацил-ACP-трансфераза (как часть цитратной лаязы; EC 4.1.3.6 ). Семейство MDCA катализирует реакции с участием ацетил-КоА и малоната ( EC 2.8.3.3 ), но это также является ацил-ACP-трансферазой (как часть малонат-декарбоксилазы; EC 4.1.1.9 ).
Семейство GCT имеет членов, которые катализируют реакции COA-трансферазы, но половина членов этого не делают. Вместо этого они катализируют гидролиз или другие реакции с участием ацил-КоА.
Исторически, трансферазы COA были разделены на три семьи (I, II, III). [ 2 ] Тем не менее, члены семей I (Cat1, Oxct1, GCT) не тесно связаны, и семья не является монофилетическим. [ 1 ] Члены семьи II (CITF, MDCA) также не связаны. [ 1 ]
Типы катализа
[ редактировать ]Большинство трансфератов COA полагаются на ковалентный катализ для выполнения реакций. Реакция начинается, когда ацил-КоА (донор COA) входит в активное место фермента. [ 7 ] Глутамат в активном участке образует аддукт с ацилом-КоА. Ацил-КоА разрывается в тиоэфирной связи, образуя COA и карбоновую кислоту. Карбоновая кислота остается связанной с ферментом, но вскоре она вытесняется COA и листьями. Новая карбоновая кислота (акцептор COA) входит и образует новый ацил-КоА. Новый ацил-КоА выпускается, завершая перенос COA из одной молекулы в другую.
Тип катализа отличается от семьи. [ 1 ] В семействах CAT1, OXCT1 и GCT каталитический остаток в активном участке представляет собой глутамат. Тем не менее, глутамат в семействе Cat1 находится в другом положении, чем в семействах OXCT1 и GCT. В семействе FRC каталитический остаток является аспартатом, а не глутаматом. В семействах MDCA и CITF ковалентный катализ, как считается.
Кристаллические структуры
[ редактировать ]Кристаллические структуры были определены для 21 различных ферментов. [ 1 ] Было определено больше структур, но они принадлежат предполагаемым ферментам (белки без прямых доказательств каталитической активности).
Все COA-трансферазы имеют чередующиеся слои α-спиралей и β-листов, и, таким образом, они принадлежат к α/β . классу белков [ 1 ] Количество и расположение этих слоев отличаются от семьи. Например, семейство GCT имеет дополнительные слои α -спиралей и β -листов по сравнению с семействами CAT1 и OXCT1.
Кроме того, все ферменты имеют две разные домены. [ 1 ] Эти домены могут происходить либо на одном полипептиде, либо могут быть разделены между двумя различными полипептидами. В некоторых случаях гены для доменов дублируются в геноме.
Появление в организмах
[ редактировать ]COA трансферазы были обнаружены во всех трех областях жизни. [ 1 ] Большинство были обнаружены в бактериях, с меньшим количеством эукариот. [ 1 ] Одна трансфераза COA была найдена в Archaea. [ 8 ]
Две трансферазы COA были обнаружены у людей. Они включают 3-оксоацид COA-трансфераза ( EC 2.8.3.5 ) [ 6 ] и сукцинат-гидроксиметилглютарат-трансфераза ( EC 2.8.3.13 ). [ 9 ]
Роль в болезнях
[ редактировать ]Мутации в двух разных трансферазах COA были описаны и приводят к заболеванию у людей. 3-оксоцид CoA-трансфераза ( EC 2.8.3.5 ) использует ацетоацетат тела кетона. Мутации в ферменте вызывают накопление ацетоацетата и кетоацидоза . Тяжесть кетоацидоза зависит от мутации. [ 6 ]
Фермент сукцинат-гидроксиметилглютарат-трансфераза ( EC 2.8.3.13 ) использует глютарат, продукт метаболизма триптофана и лизина. Мутации в этом ферменте вызывают накопление глутарата (глутарная ацидурия). [ 9 ]
Смотрите также
[ редактировать ]- Список номеров ЕС (ЕС 2) #EC 2.8.3: COA-трансферазы 2
- Сукцинил-COA: 3-оксоацидный дефицит трансферазы COA
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л м Hackmann TJ (2022). «Переосмысление коэнзима суперсемейство трансферазы с большим набором белков, аннотируемых вручную» . Белок Sci. Биохимия . 31 (4): 864–881. doi : 10.1002/pro.4277 . PMC 8927868 . PMID 35049101 .
- ^ Jump up to: а беременный Heider J (2001). «Новая семья CoA-трансферазы» . Фебс Летт . 509 (3): 345–9. doi : 10.1016/s0014-5793 (01) 03178-7 . PMID 11749953 . S2CID 41075984 .
- ^ Charrier C, Duncan GJ, Reid MD, Rucklidge GJ, Henderson D, Young P, Russell VJ, Aminov RI, Flint HJ, Louis P (2006). «Чарриер С., Дункан Г.Дж., Рейд М.Д., Раклидж Г.Дж., Хендерсон Д., Янг П., Рассел В.Дж., Аминов Р.И., Флинт Х.Дж., Луи П» . Микробиология . 152 (Pt 1): 179–85. doi : 10.1099/mic.0.28412-0 . HDL : 2164/3292 . PMID 16385128 .
- ^ Kwong WK, Zheng H, Moran NA (2006). «Конвергентная эволюция модифицированного, управляемого ацетатом цикла TCA у бактерий» . НАТ Микробиол . 2 (7): 17067. DOI : 10.1038/nmicrobiol.2017.67 . PMC 5482284 . PMID 28452983 .
- ^ Чжан Б., Лингга С., Боуман С., Хакманн Т.Дж. (2021). «Новый путь формирования ацетата и синтеза АТФ во время ферментации у бактерий» . Приложение Среда Микробиол . 87 (14): E0295920. Bibcode : 2021apenm..87e2959z . doi : 10.1128/aem.02959-20 . PMC 8231725 . PMID 33931420 .
- ^ Jump up to: а беременный в Fukao T, Shintaku H, Kusubae R, Zhang GX, Nakamura K, Kondo M, Kondo N (2004). «Пациенты, гомозиготные по мутации T435N сукцинил-КоА: 3-кетоцид-трансферазы (SCOT), не показывают постоянный кетоз» . Педиатр. Резерв 56 (6): 858–63. doi : 10.1203/01.pdr.0000145297.90577.67 . PMID 15496607 . S2CID 24327681 .
- ^ Mullins EL, Kappock TJ (2012). «Кристаллические структуры ацетобактерного ацети-сукцинил-кофермента A (COA): ацетат-трансфераза выявляют специфичность детерминанты и иллюстрируют механизм, используемый COA-трансферазами класса I». Биохимия . 51 (42): 8422–34. doi : 10.1021/bi300957f . PMID 23030530 .
- ^ Borjian F, Johnsen U, Schonheit P, Berg IA (2017). «Сукцинил-КоА: мезаконат-коа-трансфераза и мезаконил-коа-гидратаза, ферменты меласпартатного цикла в Haloarcula hispanica» . Передний. Микробиол . 8 : 1683. DOI : 10.3389/fmicb.2017.01683 . PMC 5592240 . PMID 28932214 .
- ^ Jump up to: а беременный Marlaire S, Van Schaftingen E, Veiga-Da-Cunha M (2014). «C7ORF10 кодирует сукцинату-гидроксиметилглютарат-трансфераза, фермент, который превращает глутарат в глутарил-КоА». J. Унаследовать. Метаб. Диск . 37 (1): 13–9. doi : 10.1007/s10545-013-9632-0 . PMID 23893049 . S2CID 2054736 .