3-гидроксибутиратдегидрогеназа
| 3-гидроксибутиратдегидрогеназа | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 1.1.1.30 | ||
| Номер CAS. | 9028-38-0 | ||
| 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 | ||
| |||
В энзимологии , гидроксибутиратдегидрогеназа ( КФ 1.1.1.30 ) — фермент катализирующий 3 - химическую реакцию :
Таким образом, двумя субстратами этого фермента являются ( R )-3-гидроксибутаноат и НАД. + , тогда как его тремя продуктами являются ацетоацетат , НАДН и H + . Этот фермент принадлежит к семейству оксидоредуктаз , а именно действующих на группу CH-OH донора с НАД. + или НАДФ + как акцептор.
Этот фермент участвует в синтезе и распаде кетоновых тел и метаболизме масляной кислоты .
Классификация
[ редактировать ]Этот фермент имеет классификационный номер EC 1.1.1.30. Первая цифра означает, что этот фермент представляет собой оксидоредуктазу, что означает, что его цель — катализировать пути реакций окисления и восстановления. [ 1 ] Следующие две единицы обозначают подкласс и подподкласс фермента. [ 1 ] В данном случае 1.1.1 означает, что этот фермент представляет собой оксидоредуктазу, которая действует на группу CH-OH молекулы-донора, используя НАД(+) или НАДФ(+) в качестве акцептора. [ 2 ] Четвертое число, или в данном случае 30, представляет собой серийный номер фермента, позволяющий определить его внутри подкласса. [ 1 ] 3-гидроксибутиатдегидрогеназа также известна как бета-гидроксимасляная дегидрогеназа и сокращенно BHBDH. Другие распространенные синонимы показаны ниже.
Систематическое название этого класса ферментов: ( R )-3-гидроксибутаноат:НАД. + оксидоредуктаза . Другие широко используемые имена включают:
- ОНИ + -β-гидроксибутиратдегидрогеназа
- гидроксибутиратоксидоредуктаза
- β-гидроксибутиратдегидрогеназа
- D -β-гидроксибутиратдегидрогеназа
- D -3-гидроксибутиратдегидрогеназа
- D -(-)-3-гидроксибутиратдегидрогеназа
- Дегидрогеназа β-гидроксимасляной кислоты
- 3- D -гидроксибутиратдегидрогеназа
- β-гидроксимасляная дегидрогеназа
Механизм реакции
[ редактировать ]BHBDH обнаруживается в митохондриях и катализирует окисление 3-гидроксибутирата в ацетоацетат и использует НАД в качестве кофермента. Реакция показана ниже и, как обозначено формулой, является обратимой. [ 3 ] Как указано в формуле реакции, этот фермент катализирует реакцию (R)-3-гидроксибутаноата и НАД+ с образованием ацетоацетата с НАДН и свободным Н+.
( R )-3-гидроксибутаноат + НАД + ацетоацетат + НАДН + Н +
Первым этапом реакции является связывание субстрата, которое происходит за счет связывания карбоксилатной группы субстрата с карбоксилатной группой ацетатной части фермента. Тогда атом С3 подложки образует водородную связь с атомом С4 НАД+. Затем, когда реакция протекает при оптимальном pH, протон удаляется от гидроксильной группы субстрата, что позволяет образовать карбонильную связь. Одновременно отрицательный ион водорода на атоме С3 фермента переносится на атом С4 НАД+, образуя таким образом ацетоацетат и НАДН. [ 4 ]
Распространение видов
[ редактировать ]BHBDH обнаружен в ректальных железах акулы-собачки ( Squalus acanthias ), и было обнаружено, что его активность значительно увеличивается после кормления. Самый большой и наиболее значимый пик активности BHBDH наблюдался через 4–8 часов в ректальных железах акул. [ 5 ] Помимо акулы, этот фермент обнаружен во многих организмах: от одноклеточных до приматов более высокого порядка, таких как человек. У людей этот фермент используется в медицинских целях у пациентов с диабетом для обнаружения кетоновых тел, которые связаны с диабетическим кетоацидозом. [ 4 ] Это ни в коем случае не исчерпывающий список организмов, в которых обнаружен BHBDH, эти организмы являются лишь некоторыми из распространенных примеров действия этого фермента.
Функция
[ редактировать ]У акулы-собачки основная функция BHBDH — способствовать расщеплению кетоновых тел в клетках. Эта функция подтверждается экспериментальными данными о голодающих акулах-собачках после того, как их накормили. При голодании уровень кетонов в телах акул увеличивается, особенно после длительного голодания. После приема пищи присутствие кетоновых тел в организме быстро снижается. Быстрое снижение коррелирует со значительным повышением активности BHBDH, что указывает на то, что этот фермент очень важен для переработки кетоновых тел. [ 5 ]
Структура
[ редактировать ]В настоящее время существуют две опубликованные кристаллические структуры BHBDH, которые показаны ниже и доступны по следующим ссылкам.
Обе структуры состоят из 1 листа, 5 бета-альфа-бета-единиц, 7 нитей, 9 бета-витков и 1 гамма-витка. Эти две структуры различаются количеством спиралей и взаимодействий спираль-спираль. В левой структуре 13 спиралей и 8 взаимодействий спираль-спираль. В правой структуре 12 спиралей и 6 взаимодействий спираль-спираль. Обе структуры имеют C 2 H 6 AsO 2 лиганды . Обе структуры содержат ионы магния, но они снова различаются взаимодействиями с участием металла. Для левой структуры имеется группа MG301(A), а для правой структуры — группа 1301(A) (6,7). Ссылки в подписях к фотографиям ведут на веб-сайт с дополнительной информацией об этих ферментах. Они также предоставляют вращающуюся трехмерную структуру для изучения всех углов известных структур. Пожалуйста, посетите их для получения дополнительной информации.
Активный сайт
[ редактировать ]Активный центр второй структуры имеет два туннеля: один радиусом 1,21 Å , другой радиусом 1,19 Å. Туннель 1,21 Å имеет длину 26,7 Å, а туннель 1,19 Å имеет длину 27,5 Å. [ 6 ] Активный сайт первой версии имеет один туннель радиусом 1,14 Å и длиной 26,0 Å. [ 6 ] Как и в случае со структурами, эти части фермента можно изучить дополнительно, используя ссылки в подписи.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с «Антитела, белки, наборы ИФА» . Аббекса .
- ^ «1.1.1.-» . Экспаси .
- ^ «3-гидроксибутиратдегидрогеназа (3-HBDH)» . Рош .
- ^ Перейти обратно: а б Хок М.М., Симидзу С., Хуан Э.К., Сато Ю., Хоссейн М.Т., Ямамото Т. и др. (апрель 2009 г.). «Структура D-3-гидроксибутиратдегидрогеназы, полученной в присутствии субстрата D-3-гидроксибутират и НАД+» . Акта Кристаллографика. Раздел F. Структурная биология и кристаллизационные связи . 65 (Часть 4): 331–335. дои : 10.1107/S1744309109008537 . ПМЦ 2664752 . ПМИД 19342772 .
- ^ Перейти обратно: а б Уолш П.Дж., Каджимура М., Моммсен Т.П., Вуд К.М. (август 2006 г.). «Метаболическая организация и влияние кормления на активность ферментов ректальной железы акулы-собачки (Squalus acanthias)». Журнал экспериментальной биологии . 209 (Часть 15): 2929–2938. дои : 10.1242/jeb.02329 . ПМИД 16857877 . S2CID 10726852 .
- ^ Перейти обратно: а б «Запись PDBsum 1wmb: Оксидоредуктаза» . Веб-сайт EBI .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Бергмейер Х.У., Гавен К., Клотч Х., Кребс Х.А., Уильямсон Д.Х. (февраль 1967 г.). «Очистка и свойства кристаллической 3-гидроксибутиратдегидрогеназы из Rhodopseudomonas spheroides» . Биохимический журнал . 102 (2): 423–431. дои : 10.1042/bj1020423 . ПМК 1270263 . ПМИД 4291491 .
- Делафилд Ф.П., Кукси К.Э., Дудорофф М. (октябрь 1965 г.). «Бета-гидроксимасляная дегидрогеназа и димер гидролаза Pseudomonas lemoignei» . Журнал биологической химии . 240 (10): 4023–4028. дои : 10.1016/S0021-9258(18)97145-0 . ПМИД 4954074 .
- Ленинджер А.Л., Суддут Х.К., Уайз Дж.Б. (август 1960 г.). «D-бета-гидроксимасляная дегидрогеназа митохондрий» . Журнал биологической химии . 235 (8): 2450–2455. дои : 10.1016/S0021-9258(18)64641-1 . ПМИД 14415394 .
