Нуклеозид-фосфаткиназа

показывать Поиск
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

нуклеозидфосфаткиназа
нуклеозидфосфаткиназа
Идентификаторы
Номер ЕС.	2.7.4.4
Номер CAS.	9026-50-0
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 нуклеозид -фосфаткиназа ( EC 2.7.4.4 ) — фермент химическую , катализирующий реакцию . ^{[ 1 ]}

АТФ + нуклеозидфосфат

\rightleftharpoons

АДФ + нуклеозиддифосфат

Таким образом, двумя субстратами этого фермента являются АТФ и нуклеозидмонофосфат , тогда как двумя его продуктами являются АДФ и нуклеозиддифосфат . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Этот фермент принадлежит к семейству трансфераз , в частности тех, которые переносят фосфорсодержащие группы ( фосфотрансферазы ) с фосфатной группой в качестве акцептора. ^{[ 4 ]} Систематическое название этого класса ферментов — АТФ:нуклеозидфосфатфосфотрансфераза . Этот фермент также называют NMP-киназой или нуклеозидмонофосфаткиназой .

Структура

ряд кристаллических структур Для этого класса ферментов был расшифрован , показавших, что они имеют общий АТФ- связывающий домен . Этот участок фермента обычно называют Р-петлей . ^{[ 5 ]} в отношении его взаимодействия с фосфорильными группами АТФ . Этот связывающий домен также состоит из β-листа, фланкированного α-спиралями .

[P-петля] обычно имеет аминокислотную последовательность Gly-XXXX-Gly-Lys. ^{[ 6 ]} Подобные последовательности обнаружены во многих других нуклеотидсвязывающих белках.

Механизм

Взаимодействие ионов металлов

Чтобы обеспечить взаимодействие с этим классом ферментов, АТФ должна сначала связаться с ионом металла, такого как магний или марганец . ^{[ 8 ]} Ион металла образует комплекс с фосфорильной группой, а также с несколькими молекулами воды. ^{[ 9 ]} Эти молекулы воды затем образуют водородные связи с консервативным остатком аспартата на ферменте. ^{[ 10 ]}

Взаимодействие ионов металлов облегчает связывание, удерживая молекулу АТФ в положении, позволяющем специфическое связывание с активным центром , и создавая дополнительные точки для связывания между субстратом и ферментом. Это увеличивает энергию связи .

Конформационные изменения

Связывание АТФ заставляет P-петлю двигаться, в свою очередь опуская домен крышки и закрепляя АТФ на месте. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} Связывание нуклеозидмонофосфата вызывает дальнейшие изменения, которые делают фермент каталитически способным облегчать перенос фосфорильной группы от АТФ к нуклеозидмонофосфату . ^{[ 13 ]}

Необходимость этих конформационных изменений бесполезный гидролиз АТФ предотвращает .

Этот ферментный механизм является приближенным примером катализа : нуклеозидфосфаткиназа связывает субстраты , приводя их вместе в правильное положение для переноса фосфорильной группы.

Биологическая функция

Подобные каталитические домены присутствуют во многих белках, в том числе:

АТФ-синтаза
Миозин и другие молекулярные моторные белки
G-белок и другие белки, участвующие в передаче сигнала
Геликазы для раскручивания ДНК и РНК
Пиримидиновый метаболизм

Эволюция

Когда было построено филогенетическое дерево , состоящее из членов семейства нуклеозидфосфаткиназ, ^{[ 14 ]} оно показало, что эти ферменты первоначально разделились от общего предка на длинные и короткие разновидности. Это первое изменение было радикальным: значительно изменилась трехмерная структура области век.

После эволюции длинных и коротких разновидностей NMP-киназ меньшие изменения в аминокислотных последовательностях привели к дифференциации субклеточной локализации.

Ссылки

^ Бойер П.Д., Ларди Х., Мирбак К., ред. (1962). Ферменты . Том. 6 (2-е изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. стр. 139–149.
^ Айенгар П., Гибсон Д.М., Санади Д.Р. (июль 1956 г.). «Трансфосфорилирование между нуклеозидфосфатами». Биохимика и биофизика Acta . 21 (1): 86–91. дои : 10.1016/0006-3002(56)90096-8 . ПМИД 13363863 .
^ Либерман I, Корнберг А, Симмс Э.С. (июль 1955 г.). «Ферментативный синтез нуклеозиддифосфатов и трифосфатов» . Журнал биологической химии . 215 (1): 429–40. дои : 10.1016/S0021-9258(18)66050-8 . ПМИД 14392176 .
^ Хеппель Л.А., Стромингер Дж.Л., Максвелл Э.С. (апрель 1959 г.). «Нуклеозидмонофосфаткиназы. II. Трансфосфорилирование между аденозинмонофосфатом и нуклеозидтрифосфатами». Биохимика и биофизика Acta . 32 : 422–30. дои : 10.1016/0006-3002(59)90615-8 . ПМИД 14401179 .
^ Дрейсике Д., Шульц Г.Е. (ноябрь 1986 г.). «Богатая глицином петля аденилаткиназы образует гигантскую анионную дырку». Письма ФЭБС . 208 (2): 301–4. дои : 10.1016/0014-5793(86)81037-7 . ПМИД 3023140 . S2CID 11786335 .
^ Бён Л., Ши Зи, Цай, доктор медицинских наук (март 1995 г.). «Механизм аденилаткиназы. «Незаменимый лизин» помогает ориентировать фосфаты и остатки активного центра в правильные конформации». Биохимия . 34 (10): 3172–82. дои : 10.1021/bi00010a006 . ПМИД 7880812 .
^ Мюллер К.В., Шлаудерер Г.Дж., Райнштейн Дж., Шульц Г.Е. (февраль 1996 г.). «Движения аденилаткиназы во время катализа: энергетический противовес, уравновешивающий связывание субстрата». Структура . 4 (2): 147–56. doi : 10.2210/pdb4ake/pdb . ПМИД 8805521 .
^ Берг Дж. М., Тимочко Дж. Л., Страйер Л. (2002). Биохимия . Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 0-7167-3051-0 . Проверено 8 января 2016 г.
^ Кришнамурти Х., Лу Х., Кимпл А., Вьей С., Кукиер Р.И. (январь 2005 г.). «Ассоциативный механизм переноса фосфорила: молекулярно-динамическое моделирование аденилаткиназы Escherichia coli в комплексе с ее субстратами». Белки . 58 (1): 88–100. дои : 10.1002/прот.20301 . ПМИД 15521058 . S2CID 20874015 .
^ Пай Э.Ф., Заксенхаймер В., Ширмер Р.Х., Шульц Г.Е. (июль 1977 г.). «Положения субстратов и индуцированная подгонка в кристаллической аденилаткиназы». Журнал молекулярной биологии . 114 (1): 37–45. дои : 10.1016/0022-2836(77)90281-9 . ПМИД 198550 .
^ Мюллер CW, Шульц GE (март 1992 г.). «Структура комплекса между аденилаткиназой Escherichia coli и ингибитором Ap5A, уточненная с разрешением 1,9 А. Модель каталитического переходного состояния». Журнал молекулярной биологии . 224 (1): 159–77. doi : 10.2210/pdb1ake/pdb . ПМИД 1548697 .
^ Шлаудерер Г.Дж., Проба К., Шульц Г.Е. (февраль 1996 г.). «Структура мутантной аденилаткиназы, лигированной с аналогом АТФ, демонстрирующая закрытие домена над АТФ». Журнал молекулярной биологии . 256 (2): 223–7. дои : 10.1006/jmbi.1996.0080 . ПМИД 8594191 .
^ Фонрейн С., Шлаудерер Г.Дж., Шульц Г.Е. (май 1995 г.). «Фильм структурных изменений во время каталитического цикла нуклеозидмонофосфаткиназ» . Структура . 3 (5): 483–90. дои : 10.1016/s0969-2126(01)00181-2 . ПМИД 7663945 .
^ Фуками-Кобаяши К., Носака М., Наказава А., Го М. (май 1996 г.). «Древнее расхождение длинных и коротких изоформ аденилаткиназы: молекулярная эволюция семейства нуклеозидмонофосфаткиназ» . Письма ФЭБС . 385 (3): 214–20. дои : 10.1016/0014-5793(96)00367-5 . ПМИД 8647254 . S2CID 24934783 .

[1] Бойер П.Д., Ларди Х., Мирбак К., ред. (1962). Ферменты . Том. 6 (2-е изд.). Нью-Йорк: Академическая пресса. стр. 139–149.

[2] Айенгар П., Гибсон Д.М., Санади Д.Р. (июль 1956 г.). «Трансфосфорилирование между нуклеозидфосфатами». Биохимика и биофизика Acta . 21 (1): 86–91. дои : 10.1016/0006-3002(56)90096-8 . ПМИД 13363863 .

[3] Либерман I, Корнберг А, Симмс Э.С. (июль 1955 г.). «Ферментативный синтез нуклеозиддифосфатов и трифосфатов» . Журнал биологической химии . 215 (1): 429–40. дои : 10.1016/S0021-9258(18)66050-8 . ПМИД 14392176 .

[4] Хеппель Л.А., Стромингер Дж.Л., Максвелл Э.С. (апрель 1959 г.). «Нуклеозидмонофосфаткиназы. II. Трансфосфорилирование между аденозинмонофосфатом и нуклеозидтрифосфатами». Биохимика и биофизика Acta . 32 : 422–30. дои : 10.1016/0006-3002(59)90615-8 . ПМИД 14401179 .

[5] Дрейсике Д., Шульц Г.Е. (ноябрь 1986 г.). «Богатая глицином петля аденилаткиназы образует гигантскую анионную дырку». Письма ФЭБС . 208 (2): 301–4. дои : 10.1016/0014-5793(86)81037-7 . ПМИД 3023140 . S2CID 11786335 .

[6] Бён Л., Ши Зи, Цай, доктор медицинских наук (март 1995 г.). «Механизм аденилаткиназы. «Незаменимый лизин» помогает ориентировать фосфаты и остатки активного центра в правильные конформации». Биохимия . 34 (10): 3172–82. дои : 10.1021/bi00010a006 . ПМИД 7880812 .

[7] Мюллер К.В., Шлаудерер Г.Дж., Райнштейн Дж., Шульц Г.Е. (февраль 1996 г.). «Движения аденилаткиназы во время катализа: энергетический противовес, уравновешивающий связывание субстрата». Структура . 4 (2): 147–56. doi : 10.2210/pdb4ake/pdb . ПМИД 8805521 .

[8] Берг Дж. М., Тимочко Дж. Л., Страйер Л. (2002). Биохимия . Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 0-7167-3051-0 . Проверено 8 января 2016 г.

[9] Кришнамурти Х., Лу Х., Кимпл А., Вьей С., Кукиер Р.И. (январь 2005 г.). «Ассоциативный механизм переноса фосфорила: молекулярно-динамическое моделирование аденилаткиназы Escherichia coli в комплексе с ее субстратами». Белки . 58 (1): 88–100. дои : 10.1002/прот.20301 . ПМИД 15521058 . S2CID 20874015 .

[10] Пай Э.Ф., Заксенхаймер В., Ширмер Р.Х., Шульц Г.Е. (июль 1977 г.). «Положения субстратов и индуцированная подгонка в кристаллической аденилаткиназы». Журнал молекулярной биологии . 114 (1): 37–45. дои : 10.1016/0022-2836(77)90281-9 . ПМИД 198550 .

[11] Мюллер CW, Шульц GE (март 1992 г.). «Структура комплекса между аденилаткиназой Escherichia coli и ингибитором Ap5A, уточненная с разрешением 1,9 А. Модель каталитического переходного состояния». Журнал молекулярной биологии . 224 (1): 159–77. doi : 10.2210/pdb1ake/pdb . ПМИД 1548697 .

[12] Шлаудерер Г.Дж., Проба К., Шульц Г.Е. (февраль 1996 г.). «Структура мутантной аденилаткиназы, лигированной с аналогом АТФ, демонстрирующая закрытие домена над АТФ». Журнал молекулярной биологии . 256 (2): 223–7. дои : 10.1006/jmbi.1996.0080 . ПМИД 8594191 .

[13] Фонрейн С., Шлаудерер Г.Дж., Шульц Г.Е. (май 1995 г.). «Фильм структурных изменений во время каталитического цикла нуклеозидмонофосфаткиназ» . Структура . 3 (5): 483–90. дои : 10.1016/s0969-2126(01)00181-2 . ПМИД 7663945 .

[14] Фуками-Кобаяши К., Носака М., Наказава А., Го М. (май 1996 г.). «Древнее расхождение длинных и коротких изоформ аденилаткиназы: молекулярная эволюция семейства нуклеозидмонофосфаткиназ» . Письма ФЭБС . 385 (3): 214–20. дои : 10.1016/0014-5793(96)00367-5 . ПМИД 8647254 . S2CID 24934783 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

v т и Ферменты
Активность	Активный сайт Связывающий сайт Каталитическая триада Оксианионная дырка Ферментная распущенность Фермент, ограниченный диффузией Кофактор Ферментативный катализ
Регулирование	Аллостерическая регуляция Кооперативность Ингибитор ферментов Активатор ферментов
Классификация	Номер ЕС Суперсемейство ферментов Семейство ферментов Список ферментов
Кинетика	Кинетика ферментов Диаграмма Иди – Хофсти Заговор Хейнса – Вульфа График Лайнуивера – Берка Кинетика Михаэлиса – Ментен
Типы	EC1 Оксидоредуктазы ( список ) EC2 Трансферазы ( список ) EC3 Гидролазы ( список ) EC4- лиазы ( список ) EC5 Изомеразы ( список ) EC6- лигазы ( список ) EC7 Транслоказы ( список )