Мальтодекстрин фосфорилаза

Мальтодекстрин фосфорилаза представляет собой фосфорилазы фермент ( EC 2.4.1.1 ), более конкретно один тип гликозилтрансферазы ( EC 2.4 ). Мальтодекстрин фосфорилаза играет критическую роль в метаболизме мальтодекстрина в кишечной палочке . Этот бактериальный фермент, часто называемый MALP, катализирует фосфоролиз α-1,4-гликозидной связи у мальтодекстринов, удаляя нередуцирующие глюкозильные остатки линейных олигосахаридов в качестве глюкозы-1-фосфата (GLC1P). Фосфорилазы уважаются за их аллостерическое воздействие на метаболизм, однако MALP не проявляет аллостерических свойств. Он имеет более высокое сродство к линейным олигосахаридам, чем связанная гликогена фосфорилаза . ^{[ 1 ]}

Механизм

Мальтодекстрин фосфорилаза облегчает метаболизм мальтодекстрина посредством фосфоролиза нередуцирующих глюкозильных остатков для получения GLC1P. MALP обладает более высокой аффинностью к коротким линейным α-1,4, связанным с глюкозой олигосахаридами , и, следовательно, действует на мальтодекстрина . продукты деградации ^{[ 2 ]} Без MALP эти продукты больше (обычно состоит из четырех или более глюкозильных остатков) не так легко разлагаются для последующего преобразования декстрина в простые сахары ^{[ 3 ]}

[(1 → 4) -α-D-глюкозил] _(n) + pi ⇌ [(1 → 4) -α-D-глюкозил] _(N-1) + α-D-глюкозо-1-фосфат. ^{[ 4 ]}

Предыдущее исследование каталитической активности и кинетических свойств фермента MALP показало, что он имеет различные сайты связывания для терминального остатка глюкозы олигосахарида и глюкозы-1-фосфата в зависимости от того, находится ли его вовлечение в прямом (фосфорилаза) или обратно (обратный синтез) реакция. ^{[ 2 ]} Хотя фермент фосфорилазы мальтодекстрина способен к катализу в обоих направлениях in vitro, его физиологически предпочтительное направление является фосфорилазой.

Структура

фосфорилазы мальтодекстрина Протомер представляет собой большой белок , состоящий из 796 аминокислот с массой примерно 90 кДа в кишечной палочке. В то время как фермент может существовать как неактивный мономер или тетрамер , он биологически активен как димер из двух идентичных субъединиц. MALP Каждый протомер содержит один пиридоксаль 5ʹ-фосфатный кофактор в активном сайте, необходимый для каталитической активности. ^{[ 5 ]}

Применение и значение

В настоящее время не было идентифицировано клинического значения матрина фосфорилазы для использования у людей; Тем не менее, фермент может иметь биотехнологическую значимость, поскольку он может позволить получить сложные субстраты для клинических исследований при меньших затратах. MALP GLC1P, критический элемент для фосфоролитического процесса биоконверсии и довольно дорогого химического вещества, может быть ферментативно получен из декстринов или других крахмалистых материалов. ^{[ 6 ]}

Регулирование

Мальтодекстрин фосфорилаза легко катализирует обратную реакцию GLC1P плюс олигосахарид с получением олигосахарида, удлиненного одним остатком глюкозы и освобождением неорганического фосфата . Последовательность MALP E.coli почти на 100% идентична гликогеновой фосфорилазе млекопитающих (GP) в каталитическом сайте. По сравнению с GP млекопитающего, MALP - более простой фермент. Он регулируется ни аллостерическими эффекторами, ни фосфорилированием и выражается в кишечной палочке как конститутивно активного фермента. ^{[ 1 ]}

Кристаллические структуры олигосахарида, связанного через каталитический сайт как в бинарных, так и в тройных комплексах фермента/субстрата MALP . пиридоксального фосфата (PLP) в катализе. ^{[ 1 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Геремия, с; Campagnolo, M; Шинзель, R; Джонсон, LN (13 сентября 2002 г.). «Ферментативный катализ в кристаллах эсшерихийской коли фосфорилазы матрина». Журнал молекулярной биологии . 322 (2): 413–423. doi : 10.1016/s0022-2836 (02) 00771-4 . PMID 12217700 .
^ Jump up to: ^а ^{беременный} «Мальтодекстрин фосфорилаза» . Biocyc.org . Получено 10 декабря 2023 года .
^ Dippel, Renate; Бус, Винфрид (15 декабря 2005 г.). «Мальтодекстриновая система Escherichia coli: метаболизм и транспорт» . Журнал бактериологии . 187 (24): 8322–8331. doi : 10.1128/jb.187.24.8322-8331.2005 . PMC 1316994 . PMID 16321936 .
^ «Реакция Кегга: R01821» . www.genome.jp . Получено 2023-12-14 .
^ Грейслер, Ричард; Д'Аурия, Сабато; Шинзель, Рейнхард; Танфани, Фабио; Нидецкий, Берн (1 марта 2000 г.). «Механизм термической денатурации матрина фосфорилазы из Escherichia coli» . Журнал биохимии . 346 (Pt 2): 255–263. doi : 10.1042/bj3460255 . PMC 1220849 . PMID 10677342 .
^ Вайнхаузель, Андреас; Нидецкий, Бернд; Кисела, Кристиан; Кулбе, Клаус Д. (февраль 1995 г.). «Применение Escherichia coli Мальтодекстрин-фосфорилаза для непрерывной продукции глюкозо-1-фосфата». Фермент и микробные технологии . 17 (2): 140–146. doi : 10.1016/0141-0229 (94) 00055-V .

[s0022-2836(02)00771-4-1] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Геремия, с; Campagnolo, M; Шинзель, R; Джонсон, LN (13 сентября 2002 г.). «Ферментативный катализ в кристаллах эсшерихийской коли фосфорилазы матрина». Журнал молекулярной биологии . 322 (2): 413–423. doi : 10.1016/s0022-2836 (02) 00771-4 . PMID 12217700 .

[METACYC-2] Jump up to: ^а ^{беременный} «Мальтодекстрин фосфорилаза» . Biocyc.org . Получено 10 декабря 2023 года .

[3] Dippel, Renate; Бус, Винфрид (15 декабря 2005 г.). «Мальтодекстриновая система Escherichia coli: метаболизм и транспорт» . Журнал бактериологии . 187 (24): 8322–8331. doi : 10.1128/jb.187.24.8322-8331.2005 . PMC 1316994 . PMID 16321936 .

[4] «Реакция Кегга: R01821» . www.genome.jp . Получено 2023-12-14 .

[5] Грейслер, Ричард; Д'Аурия, Сабато; Шинзель, Рейнхард; Танфани, Фабио; Нидецкий, Берн (1 марта 2000 г.). «Механизм термической денатурации матрина фосфорилазы из Escherichia coli» . Журнал биохимии . 346 (Pt 2): 255–263. doi : 10.1042/bj3460255 . PMC 1220849 . PMID 10677342 .

[6] Вайнхаузель, Андреас; Нидецкий, Бернд; Кисела, Кристиан; Кулбе, Клаус Д. (февраль 1995 г.). «Применение Escherichia coli Мальтодекстрин-фосфорилаза для непрерывной продукции глюкозо-1-фосфата». Фермент и микробные технологии . 17 (2): 140–146. doi : 10.1016/0141-0229 (94) 00055-V .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]