α-глюкозидаза
(Перенаправлено с Альфа-глюкозидазы )
 |
| α-глюкозидаза | |||
|---|---|---|---|
 Гексамер α-глюкозидазы, Sulfolobus solfataricus | |||
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 3.2.1.20 | ||
| Номер CAS. | 9001-42-7 | ||
| Базы данных | |||
| ИнтЭнк | вид IntEnz | ||
| БРЕНДА | БРЕНДА запись | ||
| Экспаси | Просмотр NiceZyme | ||
| КЕГГ | КЕГГ запись | ||
| МетаЦик | метаболический путь | ||
| ПРЯМОЙ | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||
| |||
α-Глюкозидаза ( EC 3.2.1.20 , (систематическое название α- D -глюкозидглюкогидролаза ) представляет собой глюкозидазу, расположенную в щеточной кайме тонкой кишки и действующую на связи α(1→4): [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
- Гидролиз концевых невосстанавливающих (1→4)-связанных остатков α- D -глюкозы с высвобождением D -глюкозы.
В этом отличие от EC 3.2.1.21 β-глюкозидазы .
Терминология
[ редактировать ]GO:0090599, в широком смысле
[ редактировать ]Запись в Gene Ontology GO:0090599 представляет собой широкий смысл термина «альфа-глюкозидаза». Его определяют как «катализ гидролиза терминального, невосстанавливающего альфа-связанного остатка альфа-D-глюкозы с высвобождением альфа-D-глюкозы». В этом смысле «альфа-глюкозидаза» может охватывать широкий спектр активности ферментов, различающихся связью их концов (1→3, 1→4 или 1→6), специфичностью их субстрата (сахароза, мальтоза , или крахмал), среди других аспектов. [ 7 ]
EC 3.2.1.20, узкий смысл
[ редактировать ]Определение, связанное с номером Комиссии по ферментам 3.2.1.20, более узкое. Для этого требуется, чтобы связь была 1 → 4, а предпочтительным субстратом были олигосахариды меньшего размера (в отличие от более крупных полисахаридов, таких как крахмал : альфа-амилаза в противном случае была бы включена ). Человеческие гены, которые производят ферменты с активностью, указанной этим номером ЕС, включают: [ 8 ]
- MGAM — это «мальтаза-глюкоамилаза», обнаруживаемая на щеточной кайме кишечника.
- GAA — это «кислая альфа-глюкозидаза», обнаруженная в лизосоме .
- GANC , «нейтральная альфа-глюкозидаза С».
Синонимы, упомянутые Комиссией, включают мальтазу, глюкоинвертазу, глюкозидосакразу, мальтазу-глюкоамилазу, α-глюкопиранозидазу, глюкозидоинвертазу, α - D -глюкозидазу, α-глюкозидгидролазу, α-1,4-глюкозидазу, α- D -глюкозидглюкогидролазу . [ 9 ] Использование этих названий не рекомендуется, поскольку они могут относиться только к определенной активности фермента или конкретному белку, обладающему такой активностью.
Механизм
[ редактировать ]α-глюкозидаза гидролизует концевые невосстанавливающие (1→4)-связанные остатки α-глюкозы с высвобождением одной молекулы α-глюкозы. [ 10 ] α-глюкозидаза представляет собой углевод-гидролазу, которая высвобождает α-глюкозу, а не β-глюкозу. Остатки β-глюкозы могут высвобождаться глюкоамилазой, функционально сходным ферментом. Субстратная селективность α-глюкозидазы обусловлена сродством к субсайтам активного центра фермента. [ 11 ] Два предложенных механизма включают нуклеофильное замещение и промежуточный ион оксокарбения. [ 11 ]
- Rhodnius prolixus , кровососущее насекомое, образует гемозоин (Гц) при переваривании гемоглобина хозяина. Синтез гемозоина зависит от сайта связывания субстрата α-глюкозидазы. [ 12 ]
- Альфа-глюкозидазы печени форели были выделены и охарактеризованы. Показано, что для одной из α-глюкозидаз печени форели максимальная активность фермента повышалась на 80% при физической нагрузке по сравнению с покоящейся форелью. Было показано, что это изменение коррелирует с увеличением активности гликогенфосфорилазы печени. Предполагается, что α-глюкозидаза глюкозидного пути играет важную роль в дополнении фосфоролитического пути метаболического ответа печени на энергетические потребности при физической нагрузке. [ 13 ]
- Было показано, что дрожжевые и крысиные α-глюкозидазы тонкого кишечника ингибируются несколькими группами флавоноидов. [ 14 ]
Структура
[ редактировать ]
По первичной структуре α-глюкозидазы можно разделить на два семейства. [ 11 ] Ген, кодирующий лизосомальную α-глюкозидазу человека, имеет длину около 20 т.п.н., его структура клонирована и подтверждена. [ 15 ]
- Лизосомальная α-глюкозидаза человека была изучена на предмет значимости Asp-518 и других остатков вблизи активного центра фермента. Было обнаружено, что замена Asp-513 на Glu-513 препятствует посттрансляционной модификации и внутриклеточному транспорту предшественника α-глюкозидазы. Кроме того, остатки Trp-516 и Asp-518 считаются критически важными для каталитической функциональности фермента. [ 16 ]
- Было показано, что кинетические изменения α-глюкозидазы индуцируются денатурантами, такими как гуанидинхлорид (GdmCl) и растворы SDS. Эти денатуранты вызывают потерю активности и конформационные изменения. Потеря активности фермента происходит при гораздо меньших концентрациях денатуранта, чем требуется для конформационных изменений. Это приводит к выводу, что конформация активного центра фермента менее стабильна, чем конформация всего фермента, в ответ на два денатуранта. [ 17 ]
Актуальность заболевания
[ редактировать ]- Болезнь накопления гликогена типа II , также называемая болезнью Помпе : заболевание, при котором наблюдается дефицит α-глюкозидазы. В 2006 году препарат алглюкозидаза альфа стал первым выпущенным средством лечения болезни Помпе и действует как аналог α-глюкозидазы. [ 18 ] Дальнейшие исследования алглюкозидазы альфа показали, что иминосахара ингибируют фермент. Было обнаружено, что одна молекула соединения связывается с одной молекулой фермента. Было показано, что 1-дезоксиноджиримицин (DNJ) связывает самый сильный из протестированных сахаров и почти полностью блокирует активный центр фермента. Исследования расширили знания о механизме связывания α-глюкозидазы с иминосахарами. [ 19 ]
- Диабет : Акарбоза , ингибитор α-глюкозидазы, конкурентно и обратимо ингибирует α-глюкозидазу в кишечнике. Это ингибирование снижает скорость всасывания глюкозы за счет задержки переваривания углеводов и увеличения времени переваривания. Акарбоза может предотвратить развитие симптомов диабета. [ 20 ] Следовательно, ингибиторы α-глюкозидазы (например, акарбоза) используются в качестве противодиабетических препаратов в сочетании с другими противодиабетическими препаратами. лютеолин Было обнаружено, что является сильным ингибитором α-глюкозидазы. Соединение может ингибировать фермент до 36% при концентрации 0,5 мг/мл. [ 21 ] По состоянию на 2016 год это вещество тестируется на крысах, мышах и культуре клеток . Аналоги флавоноидов продемонстрировали ингибирующую активность. [ 22 ]
- Азооспермия . Диагностике азооспермии может способствовать измерение активности α-глюкозидазы в семенной плазме. Активность в семенной плазме соответствует функционированию придатка яичка. [ 23 ]
- Противовирусные агенты. Многие вирусы животных имеют внешнюю оболочку, состоящую из вирусных гликопротеинов. Они часто необходимы для жизненного цикла вируса и используют для синтеза клеточные механизмы. Ингибиторы α-глюкозидазы показывают, что фермент участвует в пути образования N -гликанов для вирусов, таких как ВИЧ и вирус гепатита B человека (HBV). Ингибирование α-глюкозидазы может предотвратить слияние ВИЧ и секрецию HBV. [ 24 ]
См. также
[ редактировать ]Некоторые другие глюкозидазы:
Ссылки
[ редактировать ]- ^ альфа-глюкозидазы Национальной медицинской библиотеки США в медицинских предметных рубриках (MeSH)
- ^ Бруни, CB; Сика, В.; Ауриккио, Ф.; Ковелли, И. (1970). «Дальнейшая кинетическая и структурная характеристика лизосомальной α-D-глюкозидглюкогидролазы из печени крупного рогатого скота». Биохим. Биофиз. Акта . 212 (3): 470–477. дои : 10.1016/0005-2744(70)90253-6 . ПМИД 5466143 .
- ^ Фланаган, PR; Форстнер, Г.Г. (1978). «Очистка кишечной мальтазы/глюкоамилазы крысы и ее аномальная диссоциация при нагревании или при низком pH» . Биохим. Дж . 173 (2): 553–563. дои : 10.1042/bj1730553 . ПМЦ 1185809 . ПМИД 29602 .
- ^ Ларнер, Дж.; Ларди, Х.; Мирбак, К. (1960). «Другие глюкозидазы». В Бойере, П.Д. (ред.). Ферменты . Том. 4 (2-е изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. стр. 369–378.
- ^ Сивиками, С.; Радхакришнан, АН (1973). «Очистка кишечной глюкоамилазы кролика методом аффинной хроматографии на сефадексе G-200». Индиан Дж. Биохим. Биофиз . 10 (4): 283–284. ПМИД 4792946 .
- ^ Соренсен, SH; Норен, О.; Сьострём, Х.; Дэниэлсен, Э.М. (1982). «Амфифильная мальтаза/глюкоамилаза кишечных микроворсинок свиньи. Структура и специфичность». Евро. Дж. Биохим . 126 (3): 559–568. дои : 10.1111/j.1432-1033.1982.tb06817.x . ПМИД 6814909 .
- ^ «Термин онтологии гена активности альфа-глюкозидазы (GO:0090599)» . www.informatics.jax.org . См.: Определение, GO Tree View.
- ^ «ФЕРМЕНТ - 3.2.1.20 альфа-глюкозидаза» . энзим.expasy.org .
Группа ферментов, специфичность которых направлена главным образом на экзогидролиз 1,4-альфа-глюкозидных связей и которые гидролизуют олигосахариды быстро по сравнению с полисахаридами, гидролизующимися относительно медленно или не гидролизующимися вообще.
- ^ «ExplorEnz: EC 3.2.1.20» . www.enzyme-database.org .
- ^ «ЭК 3.2.1.20» . ЭксПАСи . Проверено 1 марта 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с Чиба С. (август 1997 г.). «Молекулярный механизм α-глюкозидазы и глюкоамилазы» . Биология. Биотехнология. Биохим . 61 (8): 1233–9. дои : 10.1271/bbb.61.1233 . ПМИД 9301101 .
- ^ Мюри Ф.Б., да Силва Дж.Р., Феррейра Л.С. и др. (2009). «α-глюкозидаза способствует образованию гемозоина у кровососущих насекомых: история эволюции» . ПЛОС ОДИН . 4 (9): e6966. Бибкод : 2009PLoSO...4.6966M . дои : 10.1371/journal.pone.0006966 . ПМК 2734994 . ПМИД 19742319 .
- ^ Мехрани Х., Стори КБ (октябрь 1993 г.). «Характеристика α-глюкозидаз из печени радужной форели». Арх. Биохим. Биофиз . 306 (1): 188–94. дои : 10.1006/abbi.1993.1499 . ПМИД 8215402 .
- ^ Тадера К., Минами Ю., Такамацу К., Мацуока Т. (апрель 2006 г.). «Ингибирование α-глюкозидазы и α-амилазы флавоноидами» . Дж. Нутр. наук. Витаминол . 52 (2): 149–53. дои : 10.3177/jnsv.52.149 . ПМИД 16802696 .
- ^ Главный замок Л; М. Хогевен-Вестервельд; Эй Джей Ройзер; Б. А. Остра (1 декабря 1990 г.). «Характеристика гена лизосомальной α-глюкозидазы человека» . Биохим. Дж . 272 (2): 493–497. дои : 10.1042/bj2720493 . ПМЦ 1149727 . ПМИД 2268276 .
- ^ Херманс, Моник; Мариан Кроос; Йос Ван Беумен; Бен Остра; Арнольд Ройзер (25 июля 1991 г.). «Характеристика каталитического сайта лизосомальной альфа-глюкозидазы человека» . Журнал биологической химии . 21. 266 (21): 13507–13512. дои : 10.1016/S0021-9258(18)92727-4 . Проверено 1 марта 2012 г.
- ^ У XQ, Сюй Х, Юэ Х, Лю KQ, Ван XY (декабрь 2009 г.). «Кинетика ингибирования и агрегация α-глюкозидазы различными денатурантами». Протеин Дж . 28 (9–10): 448–56. дои : 10.1007/s10930-009-9213-0 . ПМИД 19921411 . S2CID 36546023 .
- ^ «FDA одобрило первое лечение болезни Помпе» . Пресс-релиз FDA . FDA . Проверено 1 марта 2012 г.
- ^ Ёсимидзу, М.; Тадзима, Ю; Мацузава, Ф; Айкава, С; Ивамото, К; Кобаяши, Т; Эдмундс, Т; Фудзисима, К; Цудзи, Д; Ито, К; Икекита, М; Кавасима, я; Сугавара, К; Охьянаги, Н; Сузуки, Т; Тогава, Т; Оно, К; Сакураба, Х. (май 2008 г.). «Параметры связывания и термодинамика взаимодействия иминосахаров с рекомбинантной человеческой кислой α-глюкозидазой (алглюкозидазой альфа): понимание механизма образования комплекса». Клин Чим Акта . 391 (1–2): 68–73. дои : 10.1016/j.cca.2008.02.014 . ПМИД 18328816 .
- ^ Бишофф Х. (август 1995 г.). «Механизм ингибирования α-глюкозидазы при лечении диабета». Клин Инвест Мед . 18 (4): 303–11. ПМИД 8549017 .
- ^ Ким Дж.С., Квон К.С., Сон К.Х. (ноябрь 2000 г.). «Ингибирование α-глюкозидазы и амилазы лютеолином, флавоноидом» . Биология. Биотехнология. Биохим . 64 (11): 2458–61. дои : 10.1271/bbb.64.2458 . ПМИД 11193416 . S2CID 5757649 .
- ^ Жень и др. (ноябрь 2017 г.). «Синтез новых флавоноидных алкалоидов как ингибиторов α-глюкозидазы». Биоорганическая и медицинская химия . 25 (20): 5355–64. дои : 10.1016/j.bmc.2017.07.055 . ПМИД 28797772 .
- ^ Махмуд А.М., Геслевич Дж., Кинт Дж. и др. (март 1998 г.). «Активность альфа-глюкозидазы семенной плазмы и мужское бесплодие» . Хм. Репродукция . 13 (3): 591–5. дои : 10.1093/humrep/13.3.591 . ПМИД 9572418 .
- ^ Мехта, Ананд; Зитцманн, Николь; Радд, Полин М; Блок, Тимоти М; Двек, Раймонд А. (23 июня 1998 г.). «Ингибиторы α-глюкозидазы как потенциальные противовирусные средства широкого действия» . Письма ФЭБС . 430 (1–2): 17–22. дои : 10.1016/S0014-5793(98)00525-0 . ПМИД 9678587 . S2CID 25156942 .
