Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза

показывать Поиск
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

Пиридоксаль-5'-фосфатсинтаза
Пиридоксаль-5'-фосфатсинтаза
Идентификаторы
Номер ЕС.	1.4.3.5
Номер CAS.	9029-21-4
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

Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза — фермент , кодируемый PNPO геном . ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}^{[ 3 ]} который катализирует несколько реакций на пути метаболизма витамина _B6 . Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза катализирует заключительную, лимитирующую стадию метаболизма витамина B6 _, биосинтез пиридоксаль-5'-фосфата, биологически активной формы витамина B6, _{которая} действует как незаменимый кофактор. ^{[ 4 ]} Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза является членом ферментного класса оксидаз или, более конкретно, оксидоредуктаз . Эти ферменты катализируют одновременную окислительно-восстановительную реакцию. Ферменты-субстраты оксидазы гидроксилируются одним атомом кислорода молекулярного кислорода. ^{[ 5 ]} Одновременно другой атом кислорода восстанавливается до воды . Хотя молекулярный кислород является акцептором электронов в реакциях этих ферментов, они уникальны, поскольку кислород не появляется в окисленном продукте.

Активная форма витамина B ₆ , пиридоксаль-5'-фосфат (PLP), имеет решающее значение для нормальной клеточной функции. Некоторые раковые клетки имеют заметные различия в метаболизме витамина B6 _по сравнению с их нормальными аналогами. Ферментом, лимитирующим скорость синтеза витамина B6 _, является пиридоксин-5'-фосфатоксидаза (PNPO; EC 1.4.3.5). [предоставлено OMIM] ^{[ 3 ]}

Структура

Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза представляет собой гомодимер или молекулу, состоящую из двух идентичных полипептидных субъединиц. Предполагается, что два мономера удерживаются вместе дисульфидными связями . Между двумя мономерами также существуют взаимодействия солевых мостиков. Каждая субъединица прочно связывает одну молекулу пиридоксаль-5'-фосфата с каждой субъединицей. как альфа-спирали , так и бета-листы В белковом мотиве присутствуют , который лучше всего описать как структуру с разделенным стволом. Эта структура частично обусловлена дисульфидными связями, присутствующими во вторичной структуре белка этого фермента. Множественные тиоловые группы (–SH) указывают на наличие дисульфидных связей в структуре молекулы. Этот фермент требует присутствия кофактора FMN ( флавинмононуклеотид ). ^{[ 6 ]} Кофакторы — это ионы или коферменты, необходимые для активности фермента. FMN расположен в глубокой щели (образованной двумя субъединицами полипептида) и удерживается на месте за счет обширных взаимодействий водородных связей с белком. В этом конкретном случае FMN помогает ферменту связывать субстраты. В отсутствие пиридоксаль-5'-фосфата (PLP) активный центр фермента находится в «открытой» конформации. Как только субстрат связывается и превращается в PLP, активный центр фермента оказывается в частично «закрытой» конформации. Определенные аминокислотные остатки могут образовывать водородные связи с PLP, образуя, таким образом, крышку, которая физически закрывает активный центр, создавая «закрытую» конформацию. ^{[ 7 ]}

Путь

Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза представляет собой фермент, который катализирует ограниченную по скорости стадию пути метаболизма B ₆ . Витамин B6 _, также известный как пиридоксин , является важнейшим питательным веществом для человеческого организма, поскольку он отвечает за большее количество функций организма, чем любой другой витамин. Витамин В6 _{является} коферментом в обмене углеводов, жиров и белков. Это означает, что ферменты, которые расщепляют эти вещества для использования в организме, не могут функционировать, если не присутствует витамин B6, _{вызывающий} конформационные изменения фермента, тем самым активируя его. Витамин B6 _также играет роль в синтезе гормонов , эритроцитов, нейротрансмиттеров и ферментов. Человек с дефицитом витамина B6 _может страдать бессонницей, а также пострадать от поражения центральной нервной системы. ^{[ 4 ]}

Реакции

Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза катализирует несколько реакций; двумя наиболее важными являются дезаминирование пиридоксамина 5'-фосфата и дезаминирование пиридоксина 5-фосфата, оба из которых являются ключевыми промежуточными продуктами метаболизма B ₆ . ^{[ 8 ]} Число ЕС пиридоксин-5'-фосфатоксидазы составляет 1.4.3.5. ^{[ 6 ]}

пиридоксаль 5'-фосфат + H ₂ O + O ₂ → пиридоксаль 5'-фосфат + NH ₃ + H ₂ O ₂

пиридоксина фосфат + O ₂ ⇌ H ₂ O ₂ + пиридоксальфосфат

Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза также играет роль в азотистом обмене, превращая амины в альдегиды и NH ₃ по реакции:

амин + H ₂ O + O ₂ ⇌ альдегид + NH ₃ + H ₂ O ₂

Кинетика

У человека фермент пиридоксин-5'-фосфатоксидаза демонстрирует низкую каталитическую константу скорости - 0,2 с. ⁻¹, с низкими значениями K _m как для пиридоксина-5'-фосфата, так и для пиридоксамина-5'-фосфата. Фермент также имеет низкую скорость оборота, что означает, что он относительно медленно преобразует субстрат в продукт. Пиридоксаль-5'-фосфат является эффективным ингибитором продукта. Поскольку пиридоксаль-5'-фосфат, активная форма витамина B6 _, является продуктом метаболического пути, если он существует в избытке, то этот путь не обязательно должен продолжать производить продукт. Однако, если он существует в низких концентрациях, это сигнал для того, чтобы путь синтезировал больше. Это пример торможения обратной связи . ^{[ 9 ]}

Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза у разных организмов

Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза оказалась высококонсервативной с течением времени, поскольку существует много сходства между ферментом, обнаруженным у человека, и Escherichia coli . Хотя аминокислотная последовательность от версии фермента E. coli до человеческой версии сохраняется только на 39%, последовательности сайта связывания FMN и активных сайтов субстрата относятся к числу очень высококонсервативных частей. Одним из ключевых отличий является то, что пиридоксин-5'-фосфатоксидаза человека обладает более высокой специфичностью к пиридоксамин-5'-фосфатному субстрату, тогда как пиридоксин-5'-фосфатоксидаза в E. coli имеет более высокую специфичность к пиридоксаль-5'-фосфатному субстрату. . ^{[ 9 ]}

Клиническое значение

Мутации гена PNPO могут привести к развитию дефицита пиридоксамино-5'-фосфатоксидазы — заболевания, которое проявляется вскоре после рождения судорогами и последующей энцефалопатией.

Ссылки

^ Нго Э.О., ЛеПейдж Г.Р., Танасси Дж.В., Мейслер Н., Наттер Л.М. (июнь 1998 г.). «Отсутствие активности пиридоксин-5'-фосфатоксидазы (PNPO) в неопластических клетках: выделение, характеристика и экспрессия кДНК PNPO». Биохимия . 37 (21): 7741–8. дои : 10.1021/bi972983r . ПМИД 9601034 .
^ Кан Дж.Х., Хонг М.Л., Ким Д.В., Пак Дж., Кан Т.К., Вон М.Х., Пэк Н.И., Мун Б.Дж., Чой С.Ю., Квон О.С. (июнь 2004 г.). «Геномная организация, распределение в тканях и делеционная мутация пиридоксин-5'-фосфатоксидазы человека». Eur J Biochem . 271 (12): 2452–61. дои : 10.1111/j.1432-1033.2004.04175.x . ПМИД 15182361 .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Ген Энтрез: ПНПО пиридоксамин-5'-фосфатоксидаза» .
^ Перейти обратно: ^а ^б «Витамин В ₆ » . Проверено 3 июня 2007 г.
^ Нельсон Д.Л., Кокс М.М. (2005). Ленингерские принципы биохимии, четвертое издание . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. ISBN 0-7167-4339-6 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Онлайн-менделевское наследование у человека (OMIM): пиридоксамин-5-прайм-фосфатоксидаза; ПНПО - 603287
^ ВВП : 1jnw ; ди Сальво МЛ, Ко ТП, Мусаев ФН, Рабони С, Ширх В, Сафо МК (январь 2002 г.). «Структура активного центра и стереоспецифичность пиридоксин-5'-фосфатоксидазы Escherichia coli». Журнал молекулярной биологии . 315 (3): 385–97. дои : 10.1006/jmbi.2001.5254 . ПМИД 11786019 .
^ «Обмен витамина В6» . Референтный путь . KEGG: Киотская энциклопедия генов и геномов.
^ Перейти обратно: ^а ^б Мусаев Ф.Н., Ди Сальво М.Л., Ко Т.П., Ширх В., Сафо М.К. (июль 2003 г.). «Структура и свойства рекомбинантной пиридоксин-5'-фосфатоксидазы человека» . Белковая наука . 12 (7): 1455–63. дои : 10.1110/ps.0356203 . ПМЦ 2323923 . ПМИД 12824491 .

Дальнейшее чтение

Маруяма К., Сугано С. (1994). «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 .
Сузуки И., Ёситомо-Накагава К., Маруяма К. и др. (1997). «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 .
Штраусберг Р.Л., Фейнгольд Е.А., Граус Л.Х. и др. (2003). «Получение и первоначальный анализ более 15 000 полноразмерных последовательностей кДНК человека и мыши» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 99 (26): 16899–903. Бибкод : 2002PNAS...9916899M . дои : 10.1073/pnas.242603899 . ПМК 139241 . ПМИД 12477932 .
Мусаев Ф.Н., Ди Сальво М.Л., Ко Т.П. и др. (2004). «Структура и свойства рекомбинантной пиридоксин-5'-фосфатоксидазы человека» . Белковая наука . 12 (7): 1455–63. дои : 10.1110/ps.0356203 . ПМЦ 2323923 . ПМИД 12824491 .
Ота Т., Сузуки Ю., Нисикава Т. и др. (2004). «Полное секвенирование и характеристика 21 243 полноразмерных кДНК человека» . Нат. Жене . 36 (1): 40–5. дои : 10.1038/ng1285 . ПМИД 14702039 .
Герхард Д.С., Вагнер Л., Фейнгольд Е.А. и др. (2004). «Статус, качество и расширение проекта полноразмерной кДНК Национального института здравоохранения: Коллекция генов млекопитающих (MGC)» . Геном Рез . 14 (10Б): 2121–7. дои : 10.1101/гр.2596504 . ПМК 528928 . ПМИД 15489334 .
Миллс П.Б., Сёртиз Р.А., член парламента Чемпиона и др. (2005). «Неонатальная эпилептическая энцефалопатия, вызванная мутациями гена PNPO, кодирующего пиридокс(ам)ин-5'-фосфатоксидазу» . Хм. Мол. Жене . 14 (8): 1077–86. дои : 10.1093/hmg/ddi120 . ПМИД 15772097 .
Кимура К., Вакамацу А., Судзуки Ю. и др. (2006). «Диверсификация транскрипционной модуляции: крупномасштабная идентификация и характеристика предполагаемых альтернативных промоторов генов человека» . Геном Рез . 16 (1): 55–65. дои : 10.1101/гр.4039406 . ПМК 1356129 . ПМИД 16344560 .

Внешние ссылки

СМИ, связанные с пиридоксин-5'-фосфатоксидазой, на Викискладе?

[pmid9601034-1] Нго Э.О., ЛеПейдж Г.Р., Танасси Дж.В., Мейслер Н., Наттер Л.М. (июнь 1998 г.). «Отсутствие активности пиридоксин-5'-фосфатоксидазы (PNPO) в неопластических клетках: выделение, характеристика и экспрессия кДНК PNPO». Биохимия . 37 (21): 7741–8. дои : 10.1021/bi972983r . ПМИД 9601034 .

[pmid15182361-2] Кан Дж.Х., Хонг М.Л., Ким Д.В., Пак Дж., Кан Т.К., Вон М.Х., Пэк Н.И., Мун Б.Дж., Чой С.Ю., Квон О.С. (июнь 2004 г.). «Геномная организация, распределение в тканях и делеционная мутация пиридоксин-5'-фосфатоксидазы человека». Eur J Biochem . 271 (12): 2452–61. дои : 10.1111/j.1432-1033.2004.04175.x . ПМИД 15182361 .

[entrez-3] Перейти обратно: ^а ^б «Ген Энтрез: ПНПО пиридоксамин-5'-фосфатоксидаза» .

[oralchelation-4] Перейти обратно: ^а ^б «Витамин В ₆ » . Проверено 3 июня 2007 г.

[Lehninger-5] Нельсон Д.Л., Кокс М.М. (2005). Ленингерские принципы биохимии, четвертое издание . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. ISBN 0-7167-4339-6 .

[omim-6] Перейти обратно: ^а ^б Онлайн-менделевское наследование у человека (OMIM): пиридоксамин-5-прайм-фосфатоксидаза; ПНПО - 603287

[pmid11786019-7] ВВП : 1jnw ; ди Сальво МЛ, Ко ТП, Мусаев ФН, Рабони С, Ширх В, Сафо МК (январь 2002 г.). «Структура активного центра и стереоспецифичность пиридоксин-5'-фосфатоксидазы Escherichia coli». Журнал молекулярной биологии . 315 (3): 385–97. дои : 10.1006/jmbi.2001.5254 . ПМИД 11786019 .

[8] «Обмен витамина В6» . Референтный путь . KEGG: Киотская энциклопедия генов и геномов.

[Musayev-9] Перейти обратно: ^а ^б Мусаев Ф.Н., Ди Сальво М.Л., Ко Т.П., Ширх В., Сафо М.К. (июль 2003 г.). «Структура и свойства рекомбинантной пиридоксин-5'-фосфатоксидазы человека» . Белковая наука . 12 (7): 1455–63. дои : 10.1110/ps.0356203 . ПМЦ 2323923 . ПМИД 12824491 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

v т и CH-NH ₂ оксидоредуктазы ( EC 1.4) - преимущественно оксидоредуктазы аминокислот.
1.4.1: NAD/NADP acceptor	Glutamate dehydrogenase GLUD1 GLUD2 Glutamate synthase (NADPH)
1.4.3: oxygen acceptor	D-amino acid oxidase Amine oxidase (Copper-containing (Lysyl Diamine Primary-amine)) (Flavin-containing (Monoamine)))
1.4.4: disulfide acceptor	Glycine cleavage system
1.4.99: other acceptors	D-amino acid dehydrogenase Amine dehydrogenase

v т и Ферменты
Activity	Active site Binding site Catalytic triad Oxyanion hole Enzyme promiscuity Diffusion-limited enzyme Cofactor Enzyme catalysis
Regulation	Allosteric regulation Cooperativity Enzyme inhibitor Enzyme activator
Classification	EC number Enzyme superfamily Enzyme family List of enzymes
Kinetics	Enzyme kinetics Eadie–Hofstee diagram Hanes–Woolf plot Lineweaver–Burk plot Michaelis–Menten kinetics
Types	EC1 Oxidoreductases (list) EC2 Transferases (list) EC3 Hydrolases (list) EC4 Lyases (list) EC5 Isomerases (list) EC6 Ligases (list) EC7 Translocases (list)