Система расщепления глицина
| Глицин расщепляет H-белок | |||
|---|---|---|---|
 Рафинированные структуры при 2 ангстремах и 2,2 ангстремы двух форм H-белка, липоамидсодержащего белка глициновой декарбоксилазы | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | GCV_H | ||
| Pfam | PF01597 | ||
| PFAM клан | CL0105 | ||
| InterPro | IPR002930 | ||
| Краткое содержание | 1htp / scope / supfam | ||
| |||
| Глициновый расщепление Т-белок, аминометилтрансфераза фолат-связывающий домен | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллическая структура компонента системы расщепления глицина: Т-белок из Pyrococcus horikoshii OT3 при 1,5 A Resolution | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | Gcv_t | ||
| Pfam | PF01571 | ||
| PFAM клан | CL0289 | ||
| InterPro | IPR006222 | ||
| Краткое содержание | 1pj5 / scope / supfam | ||
| |||
| Глицин расщепляющий Т-белок С-концевой ствол домен | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллическая структура Т-белка системы расщепления глицина | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | GCV_T_C | ||
| Pfam | PF08669 | ||
| InterPro | IPR013977 | ||
| Краткое содержание | 1pj5 / scope / supfam | ||
| |||
Система расщепления глицина ( GCS ) также известна как комплекс глицина декарбоксилазы или GDC . Система представляет собой серию ферментов, которые запускаются в ответ на высокие концентрации аминокислотного глицина . [ 1 ] Один и тот же набор ферментов иногда называют глицином -синтазой, когда он работает в обратном направлении с образованием глицина. [ 2 ] Система расщепления глицина состоит из четырех белков: Т-белок, P-белок, L-белок и H-белок. Они не образуют стабильный комплекс, [ 3 ] Таким образом, более уместно называть это «системой» вместо «комплекса». H-белок отвечает за взаимодействие с тремя другими белками и действует как шаттл для некоторых промежуточных продуктов в глициновом декарбоксилировании. [ 2 ] Как у животных, так и у растений система расщепления глицина слабо прикреплена к внутренней мембране митохондрий. Мутации в этой ферментативной системе связаны с глициновой энцефалопатией . [ 2 ]
Компоненты
[ редактировать ]| Имя | ЕС номер | Функция |
|---|---|---|
| P-белок ( GLDC ) | EC 1.4.4.2 | глицинедегидрогеназа (декарбоксилирующая) или просто глицинедегидрогеназа ( пиридоксальный фосфат ) |
| Т-белок (GCST или AMT ) | EC 2.1.2.10 | аминометилтрансфераза |
| H-белок ( GCSH ) | модифицируется липоевой кислотой и взаимодействует со всеми другими компонентами в цикле восстановительной метиламинации (катализируемой P-белком), переносом метиламина (катализируется Т-белковым) и перенос электрона (катализируется L-белком). [ 3 ] | |
| L-белок (GCSL или DLD ) | EC 1.8.1.4 | известный под многими именами, но чаще всего дигидролипоилдегидрогеназа |
Функция
[ редактировать ]
У растений, животных и бактерий система расщепления глицина катализирует следующую обратимую реакцию:
- Глицин + h 4 фолат + nad + ↔ 5,10-метилен-H 4 фолат + CO 2 + NH 3 + NADH + H +
В ферментативной реакции H-белок активирует P-белок, который катализирует декарбоксилирование глицина и прикрепляет промежуточную молекулу к H-белону, который должен быть перевернут к Т-белупочному. [ 4 ] [ 5 ] H-белок образует комплекс с Т-белковым, который использует тетрагидрофолат и дает аммиак и 5,10-метилентетрагидрофолат . После взаимодействия с Т-белком H-белок остается с двумя полностью уменьшенными группами тиола в группе липоата . [ 6 ] Система белка глицина регенерируется, когда H-белок окисляется для регенерации дисульфидной связи в активном сайте путем взаимодействия с L-белком, что снижает NAD + Надху и ч + .
В связи с сериновой гидроксиметилтрансферазой , система расщепления глицина общая реакция становится:
- 2 глицин + NAD + + H 2 o → serine + co 2 + nh 3 + nadh + h +
У людей и большинства позвоночных система расщепления глицина является частью наиболее выдающегося пути глицина и серинового катаболизма. Это во многом связано с формированием 5,10-метилентетрагидрофолата , которое является одним из немногих доноров C 1 в биосинтезе. [ 2 ] В этом случае метильная группа, полученная из катаболизма глицина, может быть перенесена в другие ключевые молекулы, такие как пурины и метионин .
Эта реакция, и, по расширению, система расщепления глицина необходима для фотосессии C 3 у растений . Система расщепления глицина принимает глицин, который создается из нежелательного побочного продукта цикла Кальвина и преобразует его в серин , который может вернуть цикл. Аммиак, генерируемый системой расщепления глицина, ассимилируется циклом глютамин -синтетазы - глутаминовой оксоглутарат -аминотрансфераза , но стоит клетки ATP и один NADPH . Плюс заключается в том, что один CO 2 производится на каждые два O 2 , которые ошибочно занимаются ячейкой, генерируя некоторое значение в цикле истощения энергии в противном случае. Вместе белки, участвующие в этих реакциях, составляют около половины белков в митохондриях из шпината и гороха листьев . [ 3 ] Система расщепления глицина постоянно присутствует в листьях растений, но в небольших количествах, пока они не подвергаются воздействию света. Во время пикового фотосинтеза концентрация системы расщепления глицина увеличивается в десять раз. [ 7 ]
В анаэробных бактериях, Clostridium acidiurici , система расщепления глицина работает в основном в направлении синтеза глицина. В то время как синтез глицина через систему расщепления возможен из -за обратимости общей реакции, он не легко виден у животных. [ 8 ] [ 9 ]
Клиническое значение
[ редактировать ]Глициновая энцефалопатия , также известная как не кетотическая гиперглицинемия (NKH), представляет собой первичное заболевание системы расщепления глицина, возникающее в результате пониженной функции системы расщепления глицина, вызывая повышенные уровни глицина в жидкостях тела. Болезнь была сначала клинически связана с системой расщепления глицина в 1969 году. [ 10 ] Ранние исследования показали высокий уровень глицина в крови, моче и спинномозговой жидкости. Первоначальное исследование с использованием углеродной маркировки показало снижение уровня выработки CO 2 и серина в печени, указывая непосредственно на дефицит реакции расщепления глицина. [ 11 ] Дальнейшие исследования показали, что делеции и мутации в 5-футовой области P-протеина являются основными генетическими причинами некетотической гиперглицинемии. Полем [ 12 ] В более редких случаях также было обнаружено, что миссенс-мутация в генетическом коде Т-белка, вызывая гистидин в положении 42, приводит к аргинину , приводит к некетотической гипергицинемии. Эта специфическая мутация напрямую повлияла на активный сайт Т-белка, вызывая снижение эффективности системы расщепления глицина. [ 13 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Kikuchi G (июнь 1973 г.). «Система расщепления глицина: состав, механизм реакции и физиологическая значимость». Мол Клетка. Биохимия . 1 (2): 169–87. doi : 10.1007/bf01659328 . PMID 4585091 . S2CID 22516474 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Кикучи Г. (2008). «Система расщепления глицина: механизм реакции, физиологическое значение и гиперглицинемия» . Прокурор JPN. Академический Сервис B Phys. Биол. Наука 84 (7): 246–63. Bibcode : 2008pjab ... 84..246K . doi : 10.2183/pjab.84.246 . PMC 3666648 . PMID 18941301 .
- ^ Jump up to: а беременный в Douce R, Bourguignon J, Neuburger M, Rébeillé F (апрель 2001 г.). «Система глицина декарбоксилазы: захватывающий комплекс». Тенденции Plant Sci . 6 (4): 167–76. doi : 10.1016/s1360-1385 (01) 01892-1 . PMID 11286922 .
- ^ Fujiwara K, Okamura K, Motokawa Y (октябрь 1979). «Белок водородного носителя из куриной печени. Очистка, характеристика и роль ее протезной группы, липоевой кислоты, в реакции глицина расщепления». Архи Биохимия. Биофиз . 197 (2): 454–462. doi : 10.1016/0003-9861 (79) 90267-4 . PMID 389161 .
- ^ Pares S, Cohen-Addad C, Siper L, Neuburger M, Douce R (май 1994). «Определение рентгеновской структуры при разрешении 2,6Ast-липосодержащего белка . Прокурор Нат. Академический Наука США . 91 (11): 4850–3. doi : 10.1073/pnas.91.11.4850 . PMC 43886 . PMID 8197146 .
- ^ Fujiwara K, Okamura-Ikeda K, Motokawa Y (сентябрь 1984). «Механизм реакции расщепления глицина. Дополнительная характеристика промежуточного соединения, прикрепленного к H-белону и реакции, катализируемой Т-белок» . Дж. Биол. Химический 259 (17): 10664–8. doi : 10.1016/s0021-9258 (18) 90562-4 . PMID 6469978 .
- ^ Оливер DJ, Neuburger M, BourGuignon J, Douce R (октябрь 1990). «Взаимодействие между компонентными ферментами комплекса глицина декарбоксилазы мутиензим» » . Физиология растений . 94 (4): 833–839. doi : 10.1104/pp.94.2.833 . PMC 1077305 . PMID 16667785 .
- ^ Gariboldi RT, Drake HL (май 1984 г.). «Глицин-синтаза пуринолитической бактерии Clostridium adyiurici. Очистка системы обмена глицин-CO2» . Дж. Биол. Химический 259 (10): 6085–6089. doi : 10.1016/s0021-9258 (20) 82108-5 . PMID 6427207 .
- ^ Кикучи Г., Хирага К (июнь 1982 г.). «Система расщепления митохондриального глицина. Уникальные особенности декарбоксилирования глицина». Мол Клетка. Биохимия . 45 (3): 137–49. doi : 10.1007/bf00230082 . PMID 6750353 . S2CID 10115240 .
- ^ Йошида Т., Кикучи Г., Тада К, Нарисава К., Аракава Т (май 1969). «Физиологическая значимость системы расщепления глицина в печени человека, как выявило изучение гиперглицинемии». Биохимия. Биофиз. Резерв Общение 35 (4): 577–83. doi : 10.1016/0006-291x (69) 90387-8 . PMID 5788511 .
- ^ Хаясака К., Тада К., Фуки Н., Накамура Ю (июнь 1987 г.). «Не кекетотическая гиперглицинемия: анализ системы расщепления глицина в типичных и нетипичных случаях». J. Pediatr . 110 (6): 873–7. doi : 10.1016/s0022-3476 (87) 80399-2 . PMID 3585602 .
- ^ Когда j, huchin t, arrissaw a, akoki y, отправьте Y, Kue S (Mark 2007). «GLDC - серьезная гиперлицинемия . Журнал медицинской генетики 44 (3): E6 doi : 10.1136/jmg . PMC 2598024 . PMID 173661008 .
- ^ Kure S, Mandel H, Rolland Mo, Sakata Y (апрель 1998 г.). «Миссенс-мутация (HIS42ARG) в гене Т-белка из крупного израиль-араба, родственного с не кетотической гиперглицинемией». Гул Генет . 102 (4): 430–4. doi : 10.1007/s004390050716 . PMID 9600239 . S2CID 20224399 .