Jump to content

Дегидратаза дельта-аминолевулиновой кислоты

(Перенаправлено с дегидратазы АЛК )
ОБЛАСТИ
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы ALAD , ALADH, PBGS, аминолевулинатдегидратаза, ALA-дегидратаза
Внешние идентификаторы ОМИМ : 125270 ; МГИ : 96853 ; Гомологен : 16 ; GeneCards : ОБЛАСТИ ; ОМА : ОБЛАСТИ – ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_000031
НМ_001003945
НМ_001317745

НМ_001276446
НМ_008525

RefSeq (белок)

НП_000022
НП_001003945
НП_001304674

НП_001263375
НП_032551

Местоположение (UCSC) Чр 9: 113,39 – 113,4 Мб Chr 4: 62,43 – 62,44 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Дегидратаза аминолевулиновой кислоты ( порфобилиногенсинтаза , или ALA-дегидратаза , или аминолевулинатдегидратаза ) — фермент ( EC 4.2.1.24 ), который у человека кодируется ALAD геном . [ 5 ] [ 6 ] Порфобилиногенсинтаза (или АЛК-дегидратаза , или аминолевулинатдегидратаза ) синтезирует порфобилиноген путем асимметричной конденсации двух молекул кислоты аминолевулиновой . Все природные тетрапирролы , включая гемы , хлорофиллы и витамин B12 , имеют в качестве общего предшественника порфобилиноген. Порфобилиногенсинтаза является прототипом морфеина . [ 7 ]

Он катализирует следующую реакцию, вторую стадию биосинтеза порфирина :

2 5- Аминолевулиновая кислота порфобилиноген + 2 H 2 O

Поэтому он катализирует конденсацию 2 молекул 5-аминолевулината с образованием порфобилиногена (предшественника гема , цитохромов и других гемопротеинов). Эта реакция является первым общим шагом в биосинтезе всех биологических тетрапирролов. Цинк необходим для ферментативной активности.

Структура

[ редактировать ]

Структурной основой аллостерической регуляции порфобилиногенсинтазы (PBGS) является модуляция равновесия четвертичной структуры между октамером и гексамером (через димеры), которая схематически представлена ​​как 6мер* ↔ 2мер* ↔ 2мер ↔ 8мер. Символ * представляет собой переориентацию между двумя доменами каждой субъединицы, которая происходит в диссоциированном состоянии, поскольку она стерически запрещена в более крупных мультимерах. [ 7 ]

Равновесие четвертичной структуры PBGS.
The PBGS quaternary structure equilibrium includes an inactive hexamer (PDB id 1PV8) that does not have subunit interactions necessary for an ordered active site lid. Dissociation to the pro-hexamer dimer can be followed by a conformational change that reorients the two αβ-barrel domains to form the pro-octamer dimer. Association of pro-octamer dimer to octamer (PDB id 1E51) includes formation of subunit interfaces that support order in the active site lid.

PBGS кодируется одним геном , и каждый мультимер PBGS состоит из нескольких копий одного и того же белка. Каждая субъединица PBGS состоит из ~300 остатков αβ-бочкового домена, в центре которого находится активный сайт фермента, и >25 остатков N-концевого плечевого домена. Аллостерическую регуляцию PBGS можно описать с точки зрения ориентации домена αβ-бочонка относительно домена N-концевого плеча.

Каждое N -концевое плечо имеет до двух взаимодействий с другими субъединицами мультимера PBGS. Одно из этих взаимодействий помогает стабилизировать «закрытую» конформацию крышки активного центра. Другое взаимодействие ограничивает доступ растворителя с другого конца αβ-цилиндра.

В неактивном мультимерном состоянии домен N-концевого плеча не участвует в стабилизирующем крышку взаимодействии, а в кристаллической структуре неактивного узла крышка активного центра разупорядочена.

Аллостерические регуляторы

[ редактировать ]

Будучи почти универсальным ферментом с высококонсервативным активным центром, PBGS не будет основной мишенью для разработки противомикробных препаратов и/или гербицидов . Напротив, аллостерические сайты могут быть гораздо более филогенетически изменчивыми, чем активные сайты, что открывает больше возможностей для разработки лекарств. [ 7 ]

Филогенетические вариации аллостерии PBGS приводят к обсуждению аллостерической регуляции PBGS с точки зрения внутренних и внешних факторов.

Внутренние аллостерические регуляторы

[ редактировать ]

Аллостерический ион магния находится на высокогидратированной границе раздела двух димеров прооктамера. Он кажется легко диссоциируемым, и было показано, что гексамеры накапливаются при удалении магния in vitro . [ 8 ]

не принято рассматривать Хотя ионы гидроксония в качестве аллостерических регуляторов, в случае PBGS было показано, что протонирование боковой цепи в местах, отличных от активного центра, влияет на равновесие четвертичной структуры и, таким образом, влияет на скорость катализируемой им реакции, как хорошо.

Внешние аллостерические регуляторы

[ редактировать ]

Стабилизация низкомолекулярных гексамеров

[ редактировать ]

Осмотр 6-мера* PBGS обнаруживает поверхностную полость, которой нет в 8-мере. Было высказано предположение, что связывание небольших молекул с этой филогенетически изменчивой полостью стабилизирует 6-мер* целевого PBGS и, следовательно, ингибирует активность.

Такие аллостерические регуляторы известны как морфлоки , поскольку они блокируют PBGS в специфической форме морфеина (6mer*). [ 9 ]

Отравление свинцом

[ редактировать ]
ALAD отравлен серыми ионами свинца

Ферментативная активность ALAD ингибируется свинцом , начиная с уровней свинца в крови, которые когда-то считались безопасными (<10 мкг/дл), и продолжает отрицательно коррелировать в диапазоне от 5 до 95 мкг/дл. [ 10 ] Ингибирование ALAD свинцом приводит к анемии , прежде всего, потому, что он не только ингибирует синтез гема и сокращает продолжительность жизни циркулирующих эритроцитов , но и стимулирует избыточную выработку гормона эритропоэтина , что приводит к неадекватному созреванию эритроцитов из их предшественников. Дефект структурного гена ALAD может вызвать повышенную чувствительность к отравлению свинцом и острую печеночную порфирию . Альтернативно были идентифицированы варианты сплайсированных транскриптов, кодирующие разные изоформы. [ 11 ]

Дефицит порфобилиногенсинтазы обычно является приобретенным (а не наследственным) и может быть вызван отравлением тяжелыми металлами , особенно отравлением свинцом , поскольку фермент очень чувствителен к ингибированию тяжелыми металлами. [ 12 ]

Наследственная недостаточность порфобилиногенсинтазы называется порфирией дефицита порфобилиногенсинтазы (или АЛК-дегидратазы) . Это чрезвычайно редкая причина порфирии . [ 13 ] когда-либо было зарегистрировано менее 10 случаев. [ 14 ] Все варианты белков, связанных с заболеванием, способствуют образованию гексамеров по сравнению с человеческим ферментом дикого типа. [ 13 ]

Синтез гема - обратите внимание, что некоторые реакции происходят в цитоплазме , а некоторые - в митохондриях (желтый).

PBGS как прототип морфеина

[ редактировать ]

Морфеиновая модель аллостерии, представленная PBGS, добавляет дополнительный уровень понимания потенциальных механизмов регуляции функции белка и дополняет повышенное внимание, которое сообщество ученых-белковиков уделяет динамике структуры белка. [ 7 ]

Эта модель иллюстрирует, как динамика таких явлений, как альтернативные конформации белков, альтернативные олигомерные состояния и временные белок-белковые взаимодействия, может быть использована для аллостерической регуляции каталитической активности.

  1. ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000148218 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000028393 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. ^ Эйберг Х., Мор Дж., Нильсен Л.С. (февраль 1983 г.). «Дельта-аминолевулинизированная дегидраза: синтения с ABO-AK1-ORM (и отнесение к хромосоме 9)». Клиническая генетика . 23 (2): 150–4. дои : 10.1111/j.1399-0004.1983.tb01864.x . ПМИД   6839527 . S2CID   27267679 .
  6. ^ Бомонт С., Фубер С., Граншан Б., Вейль Д., Гросс М.С., Нордманн Ю. (май 1984 г.). «Присвоение человеческого гена дельта-аминолевулинатдегидразы хромосоме 9 путем гибридизации соматических клеток и специфического иммуноферментного анализа». Анналы генетики человека . 48 (2): 153–9. дои : 10.1111/j.1469-1809.1984.tb01010.x . ПМИД   6378062 . S2CID   24098976 .
  7. ^ Jump up to: а б с д Яффе Э.К., Лоуренс С.Х. (март 2012 г.). «Аллостерия и динамическая олигомеризация порфобилиногенсинтазы» . Архив биохимии и биофизики . 519 (2): 144–53. дои : 10.1016/j.abb.2011.10.010 . ПМК   3291741 . ПМИД   22037356 .
  8. ^ Брейниг С., Кервинен Дж., Стит Л., Уоссон А.С., Фэйрман Р., Влодавер А. и др. (сентябрь 2003 г.). «Контроль биосинтеза тетрапиррола с помощью альтернативных четвертичных форм порфобилиногенсинтазы». Структурная биология природы . 10 (9): 757–63. дои : 10.1038/nsb963 . ПМИД   12897770 . S2CID   24188785 .
  9. ^ Лоуренс С.Х., Яффе ЭК (2008). «Расширение представлений о структурно-функциональных отношениях белка и кинетике ферментов: обучение с использованием морфеинов» . Образование в области биохимии и молекулярной биологии . 36 (4): 274–283. дои : 10.1002/bmb.20211 . ПМЦ   2575429 . ПМИД   19578473 .
  10. ^ Абадин Х., Ашизава А., Стивенс Ю.В., Лладос Ф., Даймонд Г., Сейдж Г., Цитра М., Хиноны А., Бош С.Дж., Свартс С.Г. (август 2007 г.). Токсикологический профиль свинца (PDF) . Атланта, Джорджия: Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (США). стр. 22, 30. PMID   24049859 . Проверено 22 ноября 2015 г.
  11. ^ «Ген Энтрез: ALAD-аминолевулинат, дельта-, дегидратаза» .
  12. ^ Реакция дегидратазы ALA , от NetBiochem в Университете Юты. Последнее изменение: 05.01.95.
  13. ^ Jump up to: а б Яффе Э.К., Стит Л. (февраль 2007 г.). «ALAD-порфирия — конформационное заболевание» . Американский журнал генетики человека . 80 (2): 329–37. дои : 10.1086/511444 . ПМЦ   1785348 . ПМИД   17236137 .
  14. ^ Обзор порфирий. Архивировано 22 июля 2011 г. в Wayback Machine в Консорциуме порфирий (часть Сети клинических исследований редких заболеваний NIH (RDCRN)) Получено в июне 2011 г.
[ редактировать ]

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4fcf3972b0fae9b0aa7adc267e66b03f__1721921220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4f/3f/4fcf3972b0fae9b0aa7adc267e66b03f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Delta-aminolevulinic acid dehydratase - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)