Лактат рацемаза
| Лактат рацемаза | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 5.1.2.1 | ||
| Номер CAS. | 2602118 | ||
| 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 | ||
| |||
Фермент лактатрацемаза ) взаимно превращает (Lar) ( EC 5.1.2.1 D- и L-энантиомеры молочной кислоты. Он классифицируется по классам изомеразы , рацемазы , эпимеразы и ферментов, действующих на гидроксильные кислоты, и производных ферментов. [1] Он обнаружен у некоторых галофильных архей, таких как Haloarcula marismortui , и у некоторых видов бактерий , таких как несколько видов Lactobacillus (которые продуцируют D- и L- лактат ), включая Lactobacillussakei , Lactobacillus curvatus и Lactobacillus plantarum , а также у немолочнокислых бактерий, таких как Clostridium beijerinckii . [2] Ген, кодирующий лактатрацемазу в L. plantarum, был идентифицирован как larA и, как было показано, связан с широко распространенной системой созревания, включающей larB , larC1 , larC2 и larE . [3] Оптимальное значение рН для его активности у L.sakei составляет 5,8-6,2 . [4]
Структура и свойства
[ редактировать ]Молекулярная масса лактатрацемазы различается у разных организмов, у которых она обнаружена, и составляет от 25 000 до 82 400 г/моль. [5] Структура фермента L. plantarum была раскрыта Цзянь Ху и Робертом П. Хаузингером из Мичиганского государственного университета и их коллегами там и в других местах. [6] Белок содержит ранее неизвестный ковалентно связанный кофактор никель-пинцер-нуклеотид (NPN) (мононуклеотид пиридиния 3-тиоамид-5-тиокарбоновой кислоты), где атом никеля связан с C4 пиридинового кольца и двумя атомами серы. Этот кофактор участвует в механизме переноса гидрида, связанного с протонами. [7]
Недавно был проведен ряд исследований по синтезу кофактора NPN белками LarB, LarE и LarC. LarB представляет собой карбоксилазу/гидролазу никотинамидадениндинуклеотида (НАД), обеспечивающую мононуклеотид пиридин-3,5-дикарбоновой кислоты и аденозинмонофосфат (АМФ). [8] LarE представляет собой АТФ-зависимую серотрансферазу, которая превращает две карбоксильные группы субстрата в тиокислоты, жертвуя атомами серы остатка цистеина в белке. [9] Наконец, LarC вставляет никель в органический лиганд с помощью CTP-зависимого процесса, чтобы завершить синтез кофактора NPN. [10]
Ферментативная активность
[ редактировать ]У многих видов, содержащих лактатрацемазу, физиологическая роль фермента заключается в превращении субстрата D-лактата в L-лактат. У других видов, таких как L. plantarum , роль клеток заключается в преобразовании L-лактата в D-лактат для включения в клеточную стенку. [2]
Реакция in vitro, катализируемая ферментом, достигает равновесия в точке, где существуют приблизительно эквимолярные концентрации D- и L-изомеров. [4]
L. plantarum первоначально продуцирует L-лактат, который индуцирует активность лактатрацемазы. Напротив, D-лактат подавляет активность лактатрацемазы у этого вида. Следовательно, активность Lar, по-видимому, регулируется соотношением L-лактат/D-лактат. L. plantarum LarA представляет собой новый тип никель-зависимого фермента благодаря своему новому кофактору-лиганду никель- пинцер-лиганд . [6]
Важность
[ редактировать ]по-видимому, существуют два пути У L. plantarum, превращения пирувата в D- лактат . Один из них включает НАД-зависимую лактатдегидрогеназу, которая непосредственно продуцирует D-лактат ( LdhD ), а другой осуществляется посредством последовательного действия L-специфической лактатдегидрогеназы с последующей лактатрацемазой. Если фермент LdhD инактивирован или ингибирован, лактатрацемаза предоставляет бактериям спасательный путь для производства D-лактата. [2] Этот путь важен, поскольку производство D-лактата у L. plantarum связано с биосинтезом клеточной стенки. Мутанты, лишенные активности LdhD, у которых также был удален оперон lar , продуцировали только L-лактат, а биосинтез пептидогликана не мог происходить.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Результат DBGET: ФЕРМЕНТ 5.1.2.1» . Проверено 3 июня 2007 г.
- ^ Jump up to: а б с Гоффен П; Дегорейн М; Майнарди Дж.Л.; и др. (2005). «Рацемизация лактата как спасательный путь для снабжения D-лактата механизмом биосинтеза клеточной стенки у Lactobacillus plantarum » . Дж. Бактериол . 187 (19): 6750–61. дои : 10.1128/JB.187.19.6750-6761.2005 . ПМЦ 1251571 . ПМИД 16166538 .
- ^ Десген Б., Гоффин П., Виэн Э., Клееребезем М., Мартин-Дьяконеску В., Марони М.Дж., Деклерк Дж.П., Сумиллион П., Холс П. (2014). «Лактатрацемаза — это никель-зависимый фермент, активируемый широко распространенной системой созревания» . Нат. Общий . 5 : 3615. дои : 10.1038/ncomms4615 . ПМК 4066177 . ПМИД 24710389 .
- ^ Jump up to: а б Хияма Т., Фукуи С., Китахара К. (1968). «Очистка и свойства лактат-рацемазы из сакэ Lactobacillus ». Дж. Биохим . 64 (1): 99–107. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a128870 . ПМИД 5707819 .
- ^ «БРЕНДА: Внесение лактатрацемазы (номер ЕС 5.1.2.1)» . Архивировано из оригинала 3 марта 2016 г. Проверено 3 июня 2007 г.
- ^ Jump up to: а б Десген Б., Чжан Т., Сумиллион П., Холс П., Ху Дж., Хаузингер Р.П. (2015). «Связанный клещевой комплекс, полученный из ниацина, со связью никель-углерод в лактатрацемазе». Наука . 349 (6243): 66–69. дои : 10.1126/science.aab2272 . ПМИД 26138974 . S2CID 206637903 .
- ^ Рэнкин Дж.А., Мобан Р.К., Феллнер М., Десген Б., Маккракен Дж., Ху Дж., Варганов С.А., Хаузингер Р.П. (2018). «Кофактор никель-пинцер лактат-рацемаза действует посредством механизма переноса гидрида, связанного с протонами». Биохимия . 57 (23): 3244–3251. doi : 10.1021/acs.biochem.8b00100 . ОСТИ 1502215 . ПМИД 29489337 .
- ^ Десген Б., Сумиллион П., Холс П., Хаузингер Р.П. (2016). «Биосинтез кофактора никеля-клещи включает LarB-катализируемое карбоксилирование пиридиния и LarE-зависимое внедрение жертвенной серы» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 113 (20): 5598–5603. дои : 10.1073/pnas.1600486113 . ПМЦ 4878509 . ПМИД 27114550 .
- ^ Феллнер М., Ранкин Дж.А., Десген Б., Ху Дж., Хаузингер Р.П. (2018). «Анализ цистеинового остатка активного сайта жертвенной серной инсертазы LarE из Lactobacillus plantarum ». Биохимия . 57 (38): 5513–5523. doi : 10.1021/acs.biochem.8b00601 . ОСТИ 1476089 . ПМИД 30157639 . S2CID 52117187 .
- ^ Десген Б., Феллнер М., Риант О., Ху Дж., Хаузингер Р.П., Холс П., Сумиллион П. (2018). «Биосинтез никель-клещевого нуклеотидного кофактора лактатрацемазы требует CTP-зависимой циклометаллазы» . Ж. Биол. Хим . 293 (32): 12303–12317. дои : 10.1074/jbc.RA118.003741 . ПМК 6093250 . ПМИД 29887527 .
