Полифосфаткиназа
| полифосфаткиназа | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 2.7.4.1 | ||
| Номер CAS. | 9026-44-2 | ||
| 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 | ||
| Генная онтология | АмиГО / QuickGO | ||
| |||
| Полифосфаткиназа | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | PP_киназа | ||
| Пфам | PF02503 | ||
| ИнтерПро | ИПР003414 | ||
| |||
В энзимологии полифосфаткиназа фермент ( EC 2.7.4.1 ), или полифосфат-полимераза , представляет собой , который катализирует образование полифосфата из АТФ с длиной цепи до тысячи и более ортофосфатных фрагментов. [ 1 ]
- АТФ + (фосфат) н АДФ + (фосфат) n+1
Таким образом, двумя субстратами этого фермента являются АТФ и полифосфат [(фосфат)n], тогда как двумя его продуктами являются АДФ и полифосфат, удлиненный одним фосфатным фрагментом [(фосфат)n+1].
Этот фермент представляет собой мембранный белок и проходит промежуточную стадию во время реакции, где он аутофосфорилируется с помощью фосфатной группы, ковалентно связанной с основным аминоацильным остатком через связь NP.
Полимеризацию полифосфатов катализируют несколько ферментов. Некоторые из этих ферментов связывают фосфоперенос с трансмембранным транспортом. Эти ферменты/транспортеры отнесены в базе данных классификации транспортеров (TCDB) к суперсемейству полифосфат-полимераз/YidH ( TC# 4.E.1 ) и представляют собой трансферазы , которые переносят фосфорильные группы ( фосфотрансферазы ) с полифосфатом в качестве акцептора. Систематическое название этого класса ферментов — АТФ:полифосфатфосфотрансфераза . Этот фермент также называют киназой полифосфорной кислоты .
Семьи
[ редактировать ]Суперсемейство полифосфат-полимераз (TC# 4.E.1) включает следующие семейства:
- 4.E.1 - Семейство вакуолярных (ацидокальцисом) полифосфат-полимераз (V-PPP)
- 9.B.51 - Неохарактеризованное семейство DUF202/YidH (YidH)
Семейство вакуолярных (ацидокальцисом) полифосфат-полимераз (V-PPP)
[ редактировать ]Эукариоты содержат неорганический полифосфат (полиР) и ацидокальцисомы , которые изолируют полиР и сохраняют аминокислоты и двухвалентные катионы. [ 2 ] [ 3 ] Герасимайте и др. [ 4 ] показали, что полиР, образующийся в цитозоле дрожжей, токсичен . Восстановление транслокации полиР с помощью очищенных вакуолей , ацидокальцисом дрожжей, показало, что цитозольный полиР не может быть импортирован, тогда как полиР, продуцируемый комплексом вакуолярного транспортера-шаперона (VTC), эндогенной вакуольной полиР-полимеразой, эффективно импортируется и не мешает росту. Синтез и импорт PolyP требуют электрохимического градиента, вероятно, как (частичной) движущей силы транслокации полиР. VTC подвергает свой каталитический домен воздействию цитозоля и имеет девять вакуолярных трансмембранных сегментов ( TMS ). Мутации в трансмембранных областях VTC, которые могут составлять канал транслокации, блокируют не только транслокацию полиР, но и синтез. Поскольку эти мутации находятся далеко от цитозольного каталитического домена VTC, это позволяет предположить, что комплекс VTC обязательно связывает синтез полиР с его везикулярным импортом, чтобы избежать токсичных промежуточных продуктов в цитозоле. Таким образом, этот процесс соответствует классическому определению групповой транслокации, при котором субстрат модифицируется во время транспорта. Секвестрация полиР, токсичного в других отношениях, может быть одной из причин существования этого механизма в ацидокальцисомах. [ 4 ] Вакуолярная полифосфаткиназа (полимераза) описана в TCDB с семейством TC# 4.E.1 . [ 5 ]
Функция
[ редактировать ]CYTH-подобных Ферменты суперсемейства , которые включают полифосфат-полимеразы, гидролизуют трифосфат-содержащие субстраты и требуют катионов металлов в качестве кофакторов . У них есть уникальный активный центр, расположенный в центре восьминитевого антипараллельного туннеля бета-цилиндра (трифосфатного туннеля). Название CYTH произошло от обозначения гена бактериальной аденилатциклазы IV класса (CyaB) и тиаминтрифосфатазы (THTPA). Аденилатциклазы класса IV катализируют превращение АТФ в 3',5'-циклический АМФ (цАМФ) и PPi. Тиаминтрифосфатаза представляет собой растворимый цитозольный фермент, который превращает тиаминтрифосфат в тиаминдифосфат. Это суперсемейство доменов также содержит РНК-трифосфатазы, мембранассоциированные полифосфат-полимеразы, триполифосфатазы, нуклеозидтрифосфатазы, нуклеозидтетрафосфатазы и другие белки с неизвестными функциями.
Обобщенная реакция, катализируемая векторными полифосфат-полимеразами: [ 5 ]
- АТФ+(фосфат) n в цитоплазме АДФ+(фосфат) n+1 в просвете вакуоли
Структура
[ редактировать ]VTC2 имеет три признанных домена: N-концевой домен SPX, большой центральный CYTH-подобный домен и меньший трансмембранный домен VTC1 (DUF202). Домен SPX обнаружен в Syg1, Pho81, XPR1 (SPX) и родственных белках. Этот домен находится на аминоконцах различных белков. В дрожжевом белке Syg1 N-конец напрямую связывается с бета-субъединицей G-белка и ингибирует трансдукцию сигнала спаривающегося феромона . Аналогично, N-конец человеческого белка XPR1 напрямую связывается с бета-субъединицей гетеротримера G-белка, что приводит к увеличению продукции цАМФ. Таким образом, этот домен участвует в передаче сигнала, связанной с G-белком. N-концы нескольких белков, участвующих в регуляции транспорта фосфатов, включая предполагаемые датчики уровня фосфатов, Pho81 из Saccharomyces cerevisiae и NUC-2 из Neurospora crassa , имеют этот домен.
Домены SPX низкоаффинных переносчиков фосфатов S. cerevisiae , Pho87 и Pho90, автоматически регулируют захват и предотвращают отток. Это SPX-зависимое ингибирование опосредовано физическим взаимодействием с Spl2. NUC-2 содержит несколько анкириновых повторов . Некоторые члены этого семейства обозначены как белки XPR1: ксенотропный и политропный рецептор ретровируса придают восприимчивость к инфекции ксенотропными и политропными вирусами мышиного лейкоза (MLV). Заражение этими ретровирусами может ингибировать XPR1-опосредованную передачу сигналов цАМФ и приводить к токсичности и гибели клеток. Было отмечено сходство между фосфатными регуляторами Syg1 и последовательностями XPR1, а также дополнительное сходство с несколькими предсказанными белками неизвестной функции из Drosophila melanogaster , Arabidopsis thaliana , Caenorhabditis elegans , Schizosaccharomyces pombe , S. cerevisiae и многих других разнообразных организмов. [ 5 ]
По состоянию на 2015 год несколько структур для этого класса ферментов было решено PDB с кодами доступа 1XDO , 1XDP , 2O8R , 3CZP , 3CZQ , 3RHF .
Неохарактеризованное семейство DUF202/YidH (YidH)
[ редактировать ]Члены семейства YidH встречаются у бактерий, архей и эукариот. Членами этого семейства являются YidH E. coli ( TC# 9.B.51.1.1 ), который имеет 115 аминоацильных остатков и 3 ТМС α-спиральной природы. [ 6 ] Первый ТМС имеет низкий уровень гидрофобности, второй — умеренный уровень гидрофобности, а третий — очень гидрофобный характер. Эти черты, по-видимому, характерны для всех членов этого семейства. Репрезентативный список белков, принадлежащих к этому семейству, можно найти в базе данных классификации транспортеров . У грибов длинный гомолог 351 аминокислоты имеет аналогичный домен 3 TMS DUF202 на своем крайнем С-конце.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Браун М.Р., Корнберг А. (июнь 2008 г.). «Вкратце: полифосфат, ППК и выживание бактерий». Тенденции биохимии. Наука . 33 (6): 284–90. дои : 10.1016/j.tibs.2008.04.005 . ПМИД 18487048 .
- ^ Докампо, Роберто; Морено, Сильвия, штат Нью-Джерси (август 2011 г.). «Ацидокальцисомы» . Клеточный кальций . 50 (2): 111–119. дои : 10.1016/j.ceca.2011.05.012 . ПМК 3156361 . ПМИД 21752464 .
- ^ Докампо, Роберто; и др. (2013). Новое понимание роли ацидокальцисом и комплекса сократительных вакуолей в осморегуляции у простейших . Том. 305. стр. 69–113. дои : 10.1016/B978-0-12-407695-2.00002-0 . ISBN 9780124076952 . ПМЦ 3818246 . ПМИД 23890380 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Перейти обратно: а б Герасимайте Р.; Шарма, С.; Дефужер, Ю.; Шмидт, А.; Майер, А. (октябрь 2014 г.). «Совместный синтез и транслокация удерживают полифосфат в ацидокальцисомоподобных вакуолях и предотвращают его токсичность» . J Cell Sci . 127 (23): 5093–104. дои : 10.1242/jcs.159772 . ПМИД 25315834 .
- ^ Перейти обратно: а б с Сайер, Милтон. «База данных классификации транспортеров: 4.E.1. Семейство вакуолярных (ацидокальцисом) полифосфат-полимераз (V-PPP)» . tcdb.org . Проверено 26 декабря 2015 г.
- ^ Эйхман, Седрик; Ортс, Жюльен; Цицилонис, Христос; Фёгели, Бит; Смрт, Шон; Лорио, Джастин; Риек, Роланд (11 декабря 2014 г.). «Межмолекулярные детергентно-мембранные белковые НОЭ для характеристики динамики мембранных белково-детергентных комплексов». Журнал физической химии Б. 118 (49): 14288–14301. дои : 10.1021/jp509137q . ISSN 1520-5207 . ПМИД 25419869 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хоффманн-Остенхоф, О.; Кеннеди, Дж.; Кек, К.; Габриэль, О.; Шёнфеллингер, HW (1954). «Новая трансфосфорилаза из дрожжей». Биохим. Биофиз. Акта . 14 (2): 285. дои : 10.1016/0006-3002(54)90172-9 . ПМИД 13172250 .
- Корнберг, А.; Корнберг, СР; Симмс, ЕС (1956). «Синтез метафосфата ферментом Escherichia coli». Биохим. Биофиз. Акта . 20 (1): 215–27. дои : 10.1016/0006-3002(56)90280-3 . ПМИД 13315368 .
- Мухаммед, Амир (1961). «Исследование биосинтеза полиметафосфата ферментом Corynebacterium xerosis». Биохим. Биофиз. Акта . 54 : 121–132. дои : 10.1016/0006-3002(61)90945-3 . ПМИД 14476999 .
- Рао, Н.Н.; Гомес-Гарсия, MR; Корнберг, А. (2009). «Неорганический полифосфат: необходим для роста и выживания». Анну Рев Биохим . 78 : 605–78. doi : 10.1146/annurev.biochem.77.083007.093039 . ПМИД 19344251 .
