Формиат С-ацетилтрансфераза

показывать Поиск
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

формиат С-ацетилтрансфераза
формиат С-ацетилтрансфераза
Идентификаторы
Номер ЕС.	2.3.1.54
Номер CAS.	9068-08-0
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
PMC
показывать Поиск
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

В энзимологии ( формиат С-ацетилтрансфераза пируватформиат лиаза ) ( EC 2.3.1.54 ) является ферментом . Пируватформиат-лиаза обнаружена в Escherichia coli. ^{[ 1 ]} и другие организмы . Он помогает регулировать анаэробный глюкозы метаболизм . Используя радикальную неокислительно-восстановительную химию, он катализирует обратимое превращение пирувата и кофермента-А в формиат и ацетил-КоА . Реакция происходит следующим образом:

Этот фермент принадлежит к семейству трансфераз , особенно к тем ацилтрансферазам, которые переносят группы, отличные от аминоацильных групп. Систематическое название этого класса ферментов — ацетил-КоА:формиат С-ацетилтрансфераза . Другие широко используемые названия включают пируватформиат-лиазу , пировиноградную формиат-лиазу и формиат-ацетилтрансферазу . Этот фермент участвует в трех метаболических путях : метаболизме пирувата , метаболизме пропаноата и метаболизме бутаноата .

Структурные исследования

По состоянию на конец 2007 года 8 структур для этого класса ферментов было решено PDB с кодами доступа 1CM5 , 1H16 , 1H17 , 1H18 , 1MZO , 1QHM , 2PFL и 3PFL .

Пируватформиат лиаза представляет собой гомодимер, 85 кДа и 759 остатков состоящий из субъединиц массой . Он имеет 10-нитевой бета-/альфа-бочонок , в который вставлен бета-пальец, содержащий основные каталитические остатки . Активный центр фермента, выявленный с помощью рентгеновской кристаллографии , содержит три незаменимые аминокислоты, которые осуществляют катализ ( Gly734 , Cys418 и Cys419), три основных остатка, которые удерживают рядом субстрат пируват ( Arg435 , Arg176 и Ala272 ), и два фланкирующих гидрофобных остатка ( Trp333 и Phe432 ). ^{[ 2 ]}

Исследования обнаружили структурное сходство между активным центром пируватформиатлиазы и ферментами рибонуклеотидредуктазы (RNR) класса I и класса III. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Механизм

Роль трех каталитических остатков

Было показано, что: ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Gly734 (глициловый радикал) - переносит радикал на Cys418 и выключает его через Cys419.
Cys418 (тиильный радикал) - осуществляет химию ацилирования пирувата. по атому углерода карбонила
Cys419 (тиильный радикал) - осуществляет атома водорода. перенос

Шаги

Предлагаемый механизм пируватформиатлиазы начинается с радикального переноса от Gly734 к Cys418 через Cys419.
Тиильный радикал Cys418 ковалентно присоединяется к C2 (второму атому углерода) пирувата, образуя промежуточное соединение ацетил-фермента (который теперь содержит радикал).
Промежуточное соединение ацетил-фермента высвобождает формильный радикал, который подвергается переносу атома водорода с помощью Cys419. При этом образуются формиат и радикал Cys419.
коэнзим-А поступает и подвергается переносу атома водорода с радикалом Cys419 с образованием радикала кофермента-А.
Затем радикал коэнзима-А захватывает ацетильную группу у Cys418, образуя ацетил-КоА, оставляя после себя радикал Cys418.
Пируватформиат-лиаза затем может подвергнуться радикальному переносу, чтобы вернуть радикал обратно на Gly734.

Обратите внимание, что каждый шаг обратим. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Регулирование

Два дополнительных фермента регулируют состояния «включено» и «выключено» пируватформиатлиазы, регулируя анаэробный метаболизм глюкозы: пируватформиатлиаза активаза (AE) и пируватформиатлиаза деактиваза. Активированная пируватформиат-лиаза позволяет образовывать ацетил-КоА, небольшую молекулу, важную для производства энергии, когда пируват доступен. Деактивированная пируватформиат-лиаза даже при наличии субстратов не катализирует реакцию.

Активаза пируватформиат-лиазы является частью суперсемейства радикалов SAM ( S-аденозилметионин ). Фермент включает пируватформиат-лиазу, превращая Gly734 (GH) в радикал Gly734 (G ^*) через 5'- дезоксиаденозильный радикал (через радикал SAM ). ^{[ 6 ]}

Для получения дополнительной информации о радикальной активации SAM и радикальных ферментах SAM см. обсуждение Wang et al., 2007. ^{[ 7 ]}

Деактиваза пируватформиатлиазы «выключает» пируватформиатлиазу путем тушения радикала Gly734. ^{[ 8 ]} Кроме того, пируватформиат лиаза чувствительна к молекулярному кислороду (O ₂ ), присутствие которого отключает фермент. ^{[ 9 ]}

Ссылки

^ Кнаппе Дж., Блашковски Х.П., Гробнер П., Шмитт Т. (1974). «Пируватформиат-лиаза Escherichia coli: промежуточное соединение ацетил-фермента». Евро. Дж. Биохим . 50 (1): 253–63. дои : 10.1111/j.1432-1033.1974.tb03894.x . ПМИД 4615902 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Беккер А., Фриц-Вольф К., Кабш В., Кнаппе Дж., Шульц С., Фолькер Вагнер А.Ф. Структура и механизм действия глицильного радикала фермента пируватформиат-лиазы. 1999 Нац. Структура. Биол. 6: 969–975.
^ Леппанен В.М., Меркель MC, Оллис Д.Л., Вонг К.К., Козарич Дж.В., Гольдман А. Пируватформиат-лиаза структурно гомологична рибонуклеотидредуктазе I типа. 1999 Структура 7: 733–744.
^ Перейти обратно: ^а ^б Беккер А., Кабш В. Рентгеновская структура пируватформиата-лиазы в комплексе с пируватом и КоА. Как фермент использует тиильный радикал Cys-418 для расщепления пирувата. 2002 Журнал биологической химии. 277(42): 40036–42.
^ Перейти обратно: ^а ^б Плага В., Вильхабер Г., Уоллак Дж., Кнаппе Дж. Модификация Cys-418 пируватформиат-лиазы метакриловой кислотой на основе ее радикального механизма. 2000 ФЕВС Письмо. 466 (1): 45–8.
^ Фрей М., Роте М., Вагнер А.Ф., Кнаппе Дж. Аденозилметионин-зависимый синтез глицилового радикала в пируватформиат-лиазе путем отщепления атома водорода глицина C-2 pro-S. Исследования [2H]глицинзамещенного фермента и пептидов, гомологичных сайту глицина 734. 1994 J Biol Chem. 269(17):12432–7.
^ Ван, Южная Каролина, Фрей, Пенсильвания. S-аденозилметионин как окислитель: радикальное суперсемейство SAM. 2007 Тенденции Биохимии. наук. 32 (3): 101–10.
^ Нньепи, Г-н, Пэн, Ю., Бродерик, Дж . Б. Инактивация пируватформиата-лиазы E. coli: роль AdhE и малых молекул. 2007 Arch Biochem Biophys. 459 (1): 1–9.
^ Чжан В., Вонг К.К., Мальоццо Р.С., Козарич Дж.В. Инактивация пируватформиата диоксидом кислорода: определение механистического взаимодействия глицина 734 и цистеина 419 с помощью ЭПР быстрого замораживания. 2001 Биохимия 40(13): 4123–30.

[1] Кнаппе Дж., Блашковски Х.П., Гробнер П., Шмитт Т. (1974). «Пируватформиат-лиаза Escherichia coli: промежуточное соединение ацетил-фермента». Евро. Дж. Биохим . 50 (1): 253–63. дои : 10.1111/j.1432-1033.1974.tb03894.x . ПМИД 4615902 .

[Becker_1999-2] Перейти обратно: ^а ^б Беккер А., Фриц-Вольф К., Кабш В., Кнаппе Дж., Шульц С., Фолькер Вагнер А.Ф. Структура и механизм действия глицильного радикала фермента пируватформиат-лиазы. 1999 Нац. Структура. Биол. 6: 969–975.

[3] Леппанен В.М., Меркель MC, Оллис Д.Л., Вонг К.К., Козарич Дж.В., Гольдман А. Пируватформиат-лиаза структурно гомологична рибонуклеотидредуктазе I типа. 1999 Структура 7: 733–744.

[Becker-4] Перейти обратно: ^а ^б Беккер А., Кабш В. Рентгеновская структура пируватформиата-лиазы в комплексе с пируватом и КоА. Как фермент использует тиильный радикал Cys-418 для расщепления пирувата. 2002 Журнал биологической химии. 277(42): 40036–42.

[Plaga-5] Перейти обратно: ^а ^б Плага В., Вильхабер Г., Уоллак Дж., Кнаппе Дж. Модификация Cys-418 пируватформиат-лиазы метакриловой кислотой на основе ее радикального механизма. 2000 ФЕВС Письмо. 466 (1): 45–8.

[6] Фрей М., Роте М., Вагнер А.Ф., Кнаппе Дж. Аденозилметионин-зависимый синтез глицилового радикала в пируватформиат-лиазе путем отщепления атома водорода глицина C-2 pro-S. Исследования [2H]глицинзамещенного фермента и пептидов, гомологичных сайту глицина 734. 1994 J Biol Chem. 269(17):12432–7.

[7] Ван, Южная Каролина, Фрей, Пенсильвания. S-аденозилметионин как окислитель: радикальное суперсемейство SAM. 2007 Тенденции Биохимии. наук. 32 (3): 101–10.

[8] Нньепи, Г-н, Пэн, Ю., Бродерик, Дж . Б. Инактивация пируватформиата-лиазы E. coli: роль AdhE и малых молекул. 2007 Arch Biochem Biophys. 459 (1): 1–9.

[9] Чжан В., Вонг К.К., Мальоццо Р.С., Козарич Дж.В. Инактивация пируватформиата диоксидом кислорода: определение механистического взаимодействия глицина 734 и цистеина 419 с помощью ЭПР быстрого замораживания. 2001 Биохимия 40(13): 4123–30.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

v т и Трансферазы : ацилтрансферазы ( EC 2.3)
2.3.1: other than amino-acyl groups	acetyltransferases: Acetyl-Coenzyme A acetyltransferase N-Acetylglutamate synthase Choline acetyltransferase Dihydrolipoyl transacetylase Acetyl-CoA C-acyltransferase Beta-galactoside transacetylase Chloramphenicol acetyltransferase N-acetyltransferase Serotonin N-acetyl transferase HGSNAT ARD1A Histone acetyltransferase P300/CBP NAT2 palmitoyltransferases: Carnitine O-palmitoyltransferase CPT1 CPT2 Serine C-palmitoyltransferase SPTLC1 SPTLC2 other: Acyltransferase like 2 Aminolevulinic acid synthase Beta-ketoacyl-ACP synthase Glyceronephosphate O-acyltransferase Lecithin—cholesterol acyltransferase Glycerol-3-phosphate O-acyltransferase 1-acylglycerol-3-phosphate O-acyltransferase 2-acylglycerol-3-phosphate O-acyltransferase ABHD5
2.3.2: Aminoacyltransferases	Gamma-glutamyl transpeptidase Peptidyl transferase Transglutaminase Tissue transglutaminase Keratinocyte transglutaminase Factor XIII
2.3.3: converted into alkyl on transfer	Citrate synthase Decylcitrate synthase Citrate (Re)-synthase Decylhomocitrate synthase 2-methylcitrate synthase 2-ethylmalate synthase 3-ethylmalate synthase ATP citrate lyase Malate synthase HMG-CoA synthase HMGCS2 2-hydroxyglutarate synthase 3-propylmalate synthase 2-isopropylmalate synthase Homocitrate synthase Sulfoacetaldehyde acetyltransferase

v т и Ферменты
Activity	Active site Binding site Catalytic triad Oxyanion hole Enzyme promiscuity Diffusion-limited enzyme Cofactor Enzyme catalysis
Regulation	Allosteric regulation Cooperativity Enzyme inhibitor Enzyme activator
Classification	EC number Enzyme superfamily Enzyme family List of enzymes
Kinetics	Enzyme kinetics Eadie–Hofstee diagram Hanes–Woolf plot Lineweaver–Burk plot Michaelis–Menten kinetics
Types	EC1 Oxidoreductases (list) EC2 Transferases (list) EC3 Hydrolases (list) EC4 Lyases (list) EC5 Isomerases (list) EC6 Ligases (list) EC7 Translocases (list)