Диаминопимелатдекарбоксилаза
 Карикатура на диаминопимелатдекарбоксилазу Methanococcus jannaschii. | |||
| Идентификаторы | |||
|---|---|---|---|
| Номер ЕС. | 4.1.1.20 | ||
| Номер CAS. | 9024-75-3 | ||
| 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 2 диаминопимелатдекарбоксилаза ( КФ 4.1.1.20 ) катализирует расщепление углерод-углеродных связей в мезо-2,6-диаминогептандиоате с образованием CO и L - лизина , незаменимой аминокислоты. В нем используется кофактор пиридоксальфосфат , также известный как PLP, который участвует в многочисленных ферментативного трансаминирования , декарбоксилирования и дезаминирования . реакциях [1]
Этот фермент принадлежит к семейству лиаз , в частности карбоксилаз, которые расщепляют углерод-углеродные связи. Систематическое название этого класса ферментов — мезо -2,6-диаминогептандиоаткарбоксилаза (L-лизинобразующая) . DAP-декарбоксилаза катализирует заключительную стадию пути биосинтеза мезодиаминопимелата/лизина. [2] Лизин используется для синтеза белка и используется в пептидогликановом слое клеточных стенок грамположительных бактерий. [2] Этот фермент не обнаружен у человека, но ортологом является орнитиндекарбоксилаза . [3]
Структура
[ редактировать ]DAPDC представляет собой PLP-зависимый фермент, принадлежащий к семейству аланинрацемаз . [4] Этот фермент обычно является димерным, каждый мономер содержит два домена. [5] Первый домен представляет собой N-концевой α/β-цилиндр, который связывает PLP с остатком лизина в активном центре. [3] [4] [5] Второй домен представляет собой С-концевой β-сэндвич . [4] [5] Активный центр образуется из остатков, присутствующих в обоих доменах, в результате чего внутри димера образуются два активных центра. [5]
DAPDC стереохимически специфичен из-за противоположной хиральности на каждом конце диаминопимелата. [5] Чтобы L-лизин образовывался вместо D-лизина, на D-конце должно произойти декарбоксилирование. Распознает ли DAPDC окончание или нет, зависит от образования основания Шиффа с PLP. [5]
Хотя большинство DAPDC, обнаруженных у различных видов бактерий, имеют одни и те же основные компоненты, не все виды имеют одинаковую структуру. [3] Некоторые виды бактерий, такие как Mycobacterium Tuberculosis, встречаются в виде тетрамера . [6] Тетрамер имеет форму кольца, активные центры которого доступны изнутри фермента. [6]
Механизм
[ редактировать ]Первым этапом механизма является образование основания Шиффа с аминогруппой субстрата . [5] Остаток лизина, связывающий PLP со структурой, заменен диаминопимелатом . [4] [7] Затем DAPDC использует взаимодействие трех остатков ( аргинина , аспартата и глутамата ) внутри активного сайта для идентификации D-стереоцентра. [3] [7] DAP декарбоксилируется, а затем стабилизируется PLP. [4] Неясно, какая именно кислота протонирует после декарбоксилирования, но есть предположение, что донором является остаток лизина. [7]
Регулирование
[ редактировать ]DAPDC регулируется продуктом L-лизином в относительно высоких концентрациях. [3] [8] Соединения, сходные с DAP по химической сложности, не ингибируют реакцию, возможно, из-за того, что линейки остатков создают определенные валентные углы. [3] Диамины обладают более сильным ингибирующим действием по сравнению с дикарбоновыми кислотами , скорее всего, за счет взаимодействия с ПЛП. [3]
Функция
[ редактировать ]Учитывая, что существует три пути превращения аспартата в лизин, это, очевидно, важный процесс для клетки, особенно для построения клеточных стенок у грамположительных бактерий. [2] [9] В организме человека не существует процесса производства лизина, но орнитиндекарбоксилаза имеет много общего с DAPDC. [4] Оба фермента используют PLP в качестве кофактора и имеют схожие структуры, образующие активные центры. [7] Однако DAPDC отличается тем, что он декарбоксилируется в D-стереоцентре и обладает высокой стереоспецифичностью . [7] Эти уникальные особенности делают DAPDC хорошим кандидатом для антибактериальных исследований, поскольку потенциальные ингибиторы такого важного этапа жизнеспособности клеток вряд ли будут взаимодействовать с необходимыми процессами у человека.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Пиридоксальфосфат» . Пубхим . Проверено 9 марта 2018 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Гиллнер Д.М., Беккер Д.П., Хольц Р.К. (февраль 2013 г.). «Биосинтез лизина у бактерий: металлодесукцинилаза как потенциальная противомикробная мишень» . Журнал биологической неорганической химии . 18 (2): 155–63. дои : 10.1007/s00775-012-0965-1 . ПМК 3862034 . ПМИД 23223968 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Певерелли М.Г., Соареш да Коста Т.П., Кирби Н., Перуджини М.А. (апрель 2016 г.). «Димеризация бактериальной диаминопимелатдекарбоксилазы необходима для катализа» . Журнал биологической химии . 291 (18): 9785–95. дои : 10.1074/jbc.M115.696591 . ПМЦ 4850314 . ПМИД 26921318 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Кидрон Х., Репо С., Джонсон М.С., Салминен Т.А. (январь 2007 г.). «Функциональная классификация декарбоксилаз аминокислот структурного семейства аланинрацемаз путем филогенетических исследований» . Молекулярная биология и эволюция . 24 (1): 79–89. дои : 10.1093/molbev/msl133 . ПМИД 16997906 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Рэй С.С., Бонанно Дж.Б., Раджашанкар К.Р., Пиньо М.Г., Хе Дж., Де Ленкастр Х., Томаш А., Берли С.К. (ноябрь 2002 г.). «Кокристаллические структуры диаминопимелатдекарбоксилазы: механизм, эволюция и ингибирование дополнительного фактора устойчивости к антибиотикам» . Структура . 10 (11): 1499–508. дои : 10.1016/S0969-2126(02)00880-8 . ПМИД 12429091 .
- ^ Перейти обратно: а б Вейанд С., Кефала Г., Свергун Д.И., Вайс М.С. (сентябрь 2009 г.). «Трехмерная структура диаминопимелатдекарбоксилазы из Mycobacterium Tuberculosis демонстрирует тетрамерную организацию фермента». Журнал структурной и функциональной геномики . 10 (3): 209–17. дои : 10.1007/s10969-009-9065-z . ПМИД 19543810 . S2CID 212206 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Фогл Э.Дж., Тони, доктор медицинских наук (сентябрь 2011 г.). «Анализ каталитических детерминант диаминопимелата и орнитиндекарбоксилазы с использованием альтернативных субстратов» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Белки и протеомика . 1814 (9): 1113–9. дои : 10.1016/j.bbapap.2011.05.014 . ПМК 3124589 . ПМИД 21640851 .
- ^ Рознер А. (январь 1975 г.). «Контроль биосинтеза лизина в Bacillus subtilis: ингибирование диаминопимелатдекарбоксилазы лизином» . Журнал бактериологии . 121 (1): 20–8. дои : 10.1128/JB.121.1.20-28.1975 . ПМК 285608 . ПМИД 234936 .
- ^ Договски С., Аткинсон С.К., Доммараджу С.Р., Добсон Р.К., Перуджини М.А. (2009). «Биосинтез лизина в бактериях – неизведанный путь создания новых антибиотиков» (PDF) . Биотехнология . XI : 146–166.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Денман Р.Ф., Хоар Д.С., Work E (март 1955 г.). «Декарбоксилаза диаминопимелиновой кислоты в пиридоксиндефицитной Escherichia coli». Биохимика и биофизика Acta . 16 (3): 442–3. дои : 10.1016/0006-3002(55)90257-2 . ПМИД 14378182 .
