Амидофосфорибозилтрансфераза
| ППАТ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | PPAT , ATASE, GPAT, PRAT, фосфорибозилпирофосфатамидотрансфераза, амидофосфорибозилтрансфераза | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Опустить : 172450 ; МГИ : 2387203 ; Гомологен : 68272 ; GeneCards : PPAT ; ОМА : PPAT – ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Амидофосфорибозилтрансфераза (АТаза), также известная как глутаминфосфорибозилпирофосфатамидотрансфераза (GPAT), представляет собой фермент, ответственный за катализацию превращения 5-фосфорибозил-1-пирофосфата (PRPP) в 5-фосфорибозил-1-амин (PRA) с использованием аминогруппы . из глутамина боковой цепи . Это решающий этап синтеза пуринов de novo . У человека он кодируется PPAT (фосфорибозилпирофосфатамидотрансфераза) геном . [ 5 ] [ 6 ] АТаза является членом семейства пурин/ пиримидинфосфорибозилтрансфераз .
Структура и функции
[ редактировать ]| амидофосфорибозилтрансфераза | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 2.4.2.14 | ||
| Номер CAS. | 9031-82-7 | ||
| 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 | ||
| Генная онтология | АмиГО / QuickGO | ||
| |||
Фермент состоит из двух доменов: домена глутаминазы, который производит аммиак из глутамина путем гидролиза, и домена фосфорибозилтрансферазы, который связывает аммиак с рибозо-5-фосфатом. [ 7 ] Координация между двумя активными центрами фермента придает ему особую сложность.
Домен глутаминазы гомологичен другим N-концевым нуклеофильным (Ntn) гидролазам. [ 7 ] такие как карбамоилфосфатсинтетаза (CPSase). Девять инвариантных остатков среди последовательностей всех Ntn-амидотрансфераз играют ключевую каталитическую, субстратсвязывающую или структурную роль. Концевой остаток цистеина действует как нуклеофил в первой части реакции, аналогично цистеину каталитической триады . [ 7 ] [ 8 ] Свободный N-конец действует как основание для активации нуклеофила и протонирования уходящей группы в гидролитической реакции, в данном случае аммиака. Другим ключевым аспектом каталитического центра является оксианионная дырка, которая катализирует промежуточный продукт реакции, как показано в механизме ниже. [ 9 ]
Домен PRTase гомологичен многим другим PRTases, участвующим в синтезе и путях утилизации пуриновых нуклеотидов . Все PRTases включают замещение пирофосфата в PRPP различными нуклеофилами. [ 10 ] АТаза — единственная ПРТаза, нуклеофилом которой является аммиак. [ 7 ] Пирофосфат из PRPP является отличной уходящей группой, поэтому для стимулирования катализа требуется небольшая химическая помощь. Скорее, основная функция фермента, по-видимому, заключается в правильном объединении реагентов и предотвращении неправильной реакции, такой как гидролиз. [ 7 ]
Помимо наличия соответствующих каталитических способностей, эти два домена также координируют друг друга, чтобы гарантировать, что весь аммиак, полученный из глутамина, переносится в PRPP, и никакой другой нуклеофил, кроме аммиака, не атакует PRPP. Это достигается главным образом за счет блокирования образования аммиака до момента связывания PRPP и направления аммиака в активный центр PRTазы. [ 7 ]
Первоначальная активация фермента с помощью PRPP вызвана конформационным изменением «глутаминовой петли», которая перемещается, чтобы иметь возможность принимать глютамин. в 200 раз. Это приводит к увеличению значения K m для связывания глютамина [ 11 ] Как только глутамин связывается с активным центром, дальнейшие конформационные изменения приводят к тому, что этот сайт попадает в фермент, делая его недоступным. [ 7 ]
Эти конформационные изменения также приводят к образованию аммиачного канала длиной 20 Å, что является одной из наиболее ярких особенностей этого фермента. В этом канале отсутствуют сайты водородных связей, что обеспечивает легкую диффузию аммиака от одного активного центра к другому. Этот канал обеспечивает попадание аммиака, высвобождаемого из глутамина, в каталитический сайт PRTазы, и он отличается от канала CPSазы. [ 12 ] в том, что он скорее гидрофобный, чем полярный, и временный, а не постоянный. [ 7 ]
Механизм реакции
[ редактировать ]
Общая реакция, катализируемая АТазой, следующая:
- PRPP + глютамин → PRA + глутамат + PPi
Внутри фермента реакция разбивается на две полуреакции, которые происходят в разных активных центрах :
- глютамин → NH
3 + глутамат - ПРПП + НХ
3 → ПРА + ППи
Первая часть механизма происходит в активном центре глутаминазного домена и высвобождает аммиачную группу из глутамина путем гидролиза. Аммиак, высвобождаемый в результате первой реакции, затем переносится в активный центр домена фосфорибозилтрансферазы через канал длиной 20 Å, где он затем связывается с PRPP с образованием PRA.
Регулирование
[ редактировать ]В примере ингибирования по принципу обратной связи АТаза ингибируется главным образом конечными продуктами пути синтеза пуринов: AMP , GMP , ADP и GDP . [ 7 ] Каждая субъединица фермента гомотетрамера имеет два сайта связывания этих ингибиторов. Аллостерический сайт (А) перекрывается с сайтом рибозо-5-фосфата PRPP, а каталитический сайт (C) перекрывается с сайтом пирофосфата PRPP. [ 7 ] Связывание специфических пар нуклеотидов с двумя сайтами приводит к более сильному синергическому ингибированию, чем аддитивное ингибирование. [ 7 ] [ 13 ] [ 14 ] Ингибирование происходит за счет структурного изменения фермента, при котором гибкая петля глютамина блокируется в открытом положении, предотвращая связывание PRPP. [ 7 ]
Из-за химической лабильности PRA, период полураспада которого составляет 38 секунд при pH 7,5 и 37 °C, исследователи предположили, что соединение передается от амидофосфорибозилтрансферазы к GAR-синтетазе in vivo . [ 15 ]
Интерактивная карта маршрутов
[ редактировать ]Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы перейти к соответствующим статьям. [ § 1 ]
- ^ Интерактивную карту маршрутов можно редактировать на WikiPathways: «Фторпиримидинактивность_WP1601» .
Галерея
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000128059 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000029246 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ген Энтреза: фосфорибозилпирофосфатамидотрансфераза» .
- ^ Брайтон К.А., Чен З., Чжоу Г., Надь П.Л., Гавалас А., Трент Дж.М., Дивен Л.Л., Диксон Дж.Е., Залкин Х. (февраль 1994 г.). «Два гена синтеза пуриновых нуклеотидов de novo на хромосоме 4 человека тесно связаны и по-разному транскрибируются» . Журнал биологической химии . 269 (7): 5313–21. дои : 10.1016/S0021-9258(17)37689-5 . ПМИД 8106516 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Смит Дж.Л. (декабрь 1998 г.). «Глутамин PRPP амидотрансфераза: снимки фермента в действии». Современное мнение в области структурной биологии . 8 (6): 686–94. дои : 10.1016/s0959-440x(98)80087-0 . ПМИД 9914248 .
- ^ Смит Дж.Л., Залувец Э.Дж., Вери Дж.П., Ню Л., Свитцер Р.Л., Залкин Х., Сатов Ю. (июнь 1994 г.). «Строение аллостерического регуляторного фермента биосинтеза пуринов». Наука . 264 (5164): 1427–1433. Бибкод : 1994Sci...264.1427S . дои : 10.1126/science.8197456 . ПМИД 8197456 .
- ^ «Обзор записи MACiE M0214» . ЭМБЛ-ЭБИ. Архивировано из оригинала 02 апреля 2015 г. Проверено 10 марта 2015 г.
- ^ Музыка WD (1981). «Структурные особенности фосфорибозилтрансфераз и их связь с нарушениями недостаточности пуринового и пиримидинового обмена у человека». Критические обзоры CRC по биохимии . 11 (1): 1–34. дои : 10.3109/10409238109108698 . ПМИД 7030616 .
- ^ Ким Дж. Х., Кран Дж. М., Томчик Д. Р., Смит Дж. Л., Залкин Х. (июнь 1996 г.). «Структура и функция глутаминового сайта фосфорибозилпирофосфатной амидотрансферазы и связь с фосфорибозилпирофосфатным сайтом» . Журнал биологической химии . 271 (26): 15549–15557. дои : 10.1074/jbc.271.26.15549 . ПМИД 8663035 .
- ^ Тоден Дж.Б., Холден Х.М., Весенберг Г., Раушель Ф.М., Рэймент I (май 1997 г.). «Структура карбамоилфосфатсинтетазы: путешествие 96 А от субстрата к продукту». Биохимия . 36 (21): 6305–6316. CiteSeerX 10.1.1.512.5333 . дои : 10.1021/bi970503q . ПМИД 9174345 .
- ^ Чен С., Томчик Д.Р., Волле Д., Ху П., Смит Дж.Л., Свитцер Р.Л., Залкин Х. (сентябрь 1997 г.). «Механизм синергетической регуляции конечного продукта глутаминфосфорибозилпирофосфатамидотрансферазы Bacillus subtilis с помощью нуклеотидов». Биохимия . 36 (35): 10718–10726. дои : 10.1021/bi9711893 . ПМИД 9271502 .
- ^ Чжоу Г., Смит Дж.Л., Залкин Х. (март 1994 г.). «Связывание пуриновых нуклеотидов с двумя регуляторными сайтами приводит к синергическому ингибированию глутамин-5-фосфорибозилпирофосфатамидотрансферазы по принципу обратной связи» . Журнал биологической химии . 269 (9): 6784–6789. дои : 10.1016/S0021-9258(17)37444-6 . ПМИД 8120039 .
- ^ Антле В.Д., Лю Д., МакКеллар Б.Р., Каперелли К.А., Хуа М., Винс Р. (1996). «Субстратная специфичность глицинамидрибонуклеотидсинтетазы куриной печени» . Журнал биологической химии . 271 (14): 8192–5. дои : 10.1074/jbc.271.14.8192 . ПМИД 8626510 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Ивахана Х., Ока Дж., Мизусава Н., Кудо Э., Ии С., Ёсимото К., Холмс Э.В., Итакура М. (январь 1993 г.). «Молекулярное клонирование амидофосфорибозилтрансферазы человека». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 190 (1): 192–200. дои : 10.1006/bbrc.1993.1030 . ПМИД 8380692 .
- Гассманн М.Г., Станцель А., Вернер С. (ноябрь 1999 г.). «Экспрессия ферментов, участвующих в биосинтезе нуклеотидов, регулируемая факторами роста: новый механизм действия факторов роста» . Онкоген . 18 (48): 6667–76. дои : 10.1038/sj.onc.1203120 . ПМИД 10597272 .
- Чен С., Надь П.Л., Залкин Х. (май 1997 г.). «Роль NRF-1 в двунаправленной транскрипции локуса биосинтеза пуринов GPAT-AIRC человека» . Исследования нуклеиновых кислот . 25 (9): 1809–16. дои : 10.1093/нар/25.9.1809 . ПМЦ 146651 . ПМИД 9108165 .
- Стэнли В., Чу Э.Х. (1978). «Присвоение гена фосфорибозилпирофосфатамидотрансферазы птеру приводит к области q21 хромосомы 4 человека». Цитогенетика и клеточная генетика . 22 (1–6): 228–31. дои : 10.1159/000130943 . ПМИД 752480 .
- Маруяма К., Сугано С. (январь 1994 г.). «Олиго-кэпирование: простой метод замены кэп-структуры эукариотических мРНК олигорибонуклеотидами». Джин . 138 (1–2): 171–4. дои : 10.1016/0378-1119(94)90802-8 . ПМИД 8125298 .
- Бера А.К., Чен С., Смит Дж.Л., Залкин Х. (декабрь 1999 г.). «Междоменная передача сигналов в глутаминфосфорибозилпирофосфатамидотрансферазе» . Журнал биологической химии . 274 (51): 36498–504. дои : 10.1074/jbc.274.51.36498 . ПМИД 10593947 .
- Залкин Х., Диксон Дж.Э. (1992). Биосинтез пуриновых нуклеотидов de novo . Том. 42. С. 259–87. дои : 10.1016/s0079-6603(08)60578-4 . ISBN 9780125400428 . ПМИД 1574589 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - Сузуки Ю., Ёситомо-Накагава К., Маруяма К., Суяма А., Сугано С. (октябрь 1997 г.). «Создание и характеристика библиотеки кДНК, обогащенной по полной длине и по 5'-концу». Джин . 200 (1–2): 149–56. дои : 10.1016/S0378-1119(97)00411-3 . ПМИД 9373149 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Амидофосфорибозилтрансфераза в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- человека Расположение генома PPAT и PPAT страница сведений о гене в браузере генома UCSC .
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в свободном доступе .