Биотин -карбоксилаза
| Биотин -карбоксилаза | |||
|---|---|---|---|
 Биотин -карбоксилаза гомодимер, e.coli | |||
| Идентификаторы | |||
| ЕС №. | 6.3.4.14 | ||
| CAS №. | 9075-71-2 | ||
| 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 | ||
| |||
| Биотин-карбоксилаза С-концевой домен | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллическая структура биотин-карбоксилазы домена ацетил-кофермента карбоксилазы из Saccharomyces cerevisiae в комплексе с сорафеном A | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | Biotin_carb_c | ||
| Pfam | PF02785 | ||
| InterPro | IPR005482 | ||
| Краткое содержание | 1dv1 / scope / supfam | ||
| |||
При ферменте биотин -карбоксилаза ( EC 6.3.4.4.14 ) является ферментом , который катализирует химическую реакцию
- ATP + биотин-карбоксиловый белок + CO 2 ADP + фосфат + карбоксибибитин-карбоксиловый белок-карбоксиловый белок
Три субстрата этого фермента являются АТФ , биотин-карбоксиловый белок (BCCP) и CO 2 , тогда как его тремя продуктами являются ADP , фосфат и карбоксибитин-карбоксиловый белок.
Систематическим названием этого класса ферментов является биотин-карбоксиловый перевозчик-протеин: лигаза углекислота (формирование ADP) . Этот фермент также называется биотин -карбоксилазой (компонент ацетил -коа -карбоксилазы ). Этот фермент участвует в биосинтезе жирных кислот . Этот фермент участвует в биосинтезе жирных кислот, обеспечивая одну из каталитических функций комплекса ацетил-КоА-карбоксилазы. Как упоминалось ранее, после формирования карбоксибитинового продукта блок карбоксилтрансферазы комплекса перенесет активированную карбокси группу от BCCP в ацетил-КоА, образуя аналог малоната, известный как малонил-КоА. Малонил-КоА служит первичным донором углерода в биосинтезе жирных кислот, за которым следует ряд реакций восстановления и дегидратации для удаления ацильной группы. [ 1 ]
Путь реакции
[ редактировать ]Биотин-карбоксилазы представляют собой консервативный фермент, присутствующий в биотин-зависимых комплексах карбоксилазы, таких как ацетил-КоА-карбоксилаза. Как функции биотина карбоксилазы находятся в соответствующем комплексе карбоксилазы, существует биотиновый карбоксиловый белок, который ковалентно связан с биотином через Lys-Residue. [ 2 ] Как активность биотиновой карбоксилазы, так и BCCP в карбоксилазном комплексе высоко консервативны среди этого класса ферментов. Основной источник изменений для карбоксилаз возникает из компонента карбоксилтрансферазы, так как молекула, в которую карбоксильная группа переносится (из биотина), диктует необходимую компонент специфичности для катализации этого переноса.
Структура биотиновой карбоксилазы сильно влияет на путь реакции, который катализирует фермент, поэтому обсуждение этого пути реакции также должно затронуть, как субстраты и промежуточные звена стабилизируются в активном месте. Бикарбонат (HCO 3 − ) проводится в активном участке биотин -карбоксилазы путем водородной связи с биотином, а также бидентатным ионовым парой взаимодействия негативно заряженного кислорода с ARG 292 . ионом [ 2 ] Предполагается, что остаток Glu 296 BC действует как основание, депротонируя молекулу бикарбоната, что облегчает нуклеофильную атаку карбонило-кислорода на терминальную молекулу фосфата АТФ. Эта первоначальная реакция пути может произойти, потому что АТФ также плотно удерживается в кармане активного участка посредством нековалентной координации АТФ с ионами магния.
После этой нуклеофильной атаки молекула карбоната деградируется до CO 2 через электрон, производя PO 4 3- ион, который затем действует как основание и депротонирует амид кольца Ureido в биотине. Формируется промежуточное соединение, похожее на энолят, создавая отрицательный заряд на кислороде, который стабилизируется иминием иона ARG 338 . Затем энолят выполняет нуклеофильную атаку на CO 2 (которая удерживается на месте через H-связку с остатком Glu 296 ), что в конечном итоге приводит к продукту этого ферментативного пути: карбоксибититин. [ 2 ] После возникновения этой реакции фермент карбоксилтрансферазы, присутствующий в комплексе, действует на карбоксибибитин для переноса карбоксильной группы в молекулу акцептора-мишени, то есть ацетил co-A, Propionyl Co-A и т. Д.
Структурные исследования
[ редактировать ]В конце 2007 года [update], 5 структур были решены для этого класса ферментов, с PDB кодами согласия 1BNC , 1DV1 , 1DV2 , 2GPS и 2GPW .
Кристаллическая структура была определена для биотиновой карбоксилазы (ацетил-коа-карбоксилаза) эсшерихийской палочки , но эукариотическая БК трудно получить информацию, поскольку она каталитически неактивна в растворе. E. coli биотин -карбоксилаза состоит из двух однородных димеров, состоящих из 3 доменов: A, B и C. [ 2 ] Считается, что B -домен каждого мономера имеет важное значение для функции этого фермента, так как существует крайняя гибкость этого домена, наблюдаемой в кристаллической структуре. После связывания субстрата АТФ возникает конформационное изменение, когда домен B по существу закрывается над активным сайтом. В то время как это изменение, как полагают, приводит ATP в достаточно близкой близости для возникновения реакции, активный сайт все еще был обнажено растворителем. Из -за этой аномалии в кристаллической структуре считается, что прикрепление биотина к BCCP в этом пути реакции, по существу, охватывающему биотин в активном участке, поскольку данные показывают, что свободный биотин не так большой из субстрата для этого фермента по сравнению с сравнением. Биотин-BCCP. [ 3 ] С -терминальный консервативный домен в этом ферменте содержит большинство остатков активного сайта . [ 4 ] Glu 296 и Arg 338 являются высококонсервативными остатками среди этого подкласса ферментов и работают над стабилизацией промежуточных продуктов реакции и удержание их в кармане активного участка, пока карбоксилирование не будет завершено. [ 3 ]
Этот фермент жизненно важен для жизни и поддерживает свою функцию в различных организмах. В то время как сама структура может быть расходящейся на основе функции биотиновой карбоксилазы и какой комплекс присутствует, фермент по -прежнему работает для выполнения той же функции. Синтез жирных кислот обеспечивает стеролы и другие липиды, необходимые для биохимических путей, и необходимость для этой ферментной функции подтверждается высококонсервативной аминокислотной последовательности активного сайта. [ 2 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Энгелькинг, Ларри Р. (2015-01-01), Энгелькинг, Ларри Р. (ред.), «Глава 56-Биосинтез жирных кислот» , Учебник ветеринарной физиологической химии (третье издание) , Бостон: Академическая пресса, с. 358 –364, ISBN 978-0-12-391909-0 Получено 2021-10-18
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный в дюймовый и Чоу, Чи-Юань; Ю, Линда ПК; Тонг, Лян (2009-04-24). «Кристаллическая структура биотиновой карбоксилазы в комплексе с субстратами и последствия для его каталитического механизма*» . Журнал биологической химии . 284 (17): 11690–11697. doi : 10.1074/jbc.m805783200 . ISSN 0021-9258 . PMC 2670172 . PMID 19213731 .
- ^ Подпрыгнуть до: а беременный Attwood, A (2002). «Химические и каталитические механизмы реакций переноса карбоксила в биотин-зависимых ферментах» . Счета химических исследований . 35 (2): 113–120. doi : 10.1021/ar000049+ . PMID 11851389 - через Expasy.
- ^ Waldrop, GL; Rayment, я.; Холден, HM (1994). «Трехмерная структура субъединицы биотиновой карбоксилазы ацетил-КоА-карбоксилазы». Биохимия . 33 (34): 10249–10256. doi : 10.1021/bi00200a004 . PMID 7915138 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Dimroth P, Guchhait RB, Stoll E, Lane MD (1970). «Ферментативное карбоксилирование биотина: молекулярные и каталитические свойства компонентного фермента ацетил -коарбоксилазы» . Прокурор Нат. Академический Наука США . 67 (3): 1353–60. Bibcode : 1970pnas ... 67.1353d . doi : 10.1073/pnas.67.3.1353 . PMC 283359 . PMID 4922289 .
