Биосинтез железо-серных кластеров
| Fe-S_биосин | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллическая структура e.coli isca до 2,3 а | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | Fe-S_биосин | ||
| Пфам | PF01521 | ||
| ИнтерПро | IPR000361 | ||
| PROSITE | PDOC00887 | ||
| СКОП2 | 1nwb / SCOPe / СУПФАМ | ||
| |||
В биохимии биосинтез железо-серного кластера описывает компоненты и процессы, участвующие в биосинтезе железо-серных белков . Эта тема представляет интерес, поскольку эти белки широко распространены. Белки железа и серы содержат железо-серные кластеры, некоторые из которых имеют сложную структуру, в которой присутствуют центры железа и сульфида. Одной из обширных задач биосинтеза является производство сульфида (S 2- ), для чего требуются различные семейства ферментов. Другая обширная задача — прикрепление сульфида к железу, что достигается на нефункциональных каркасах. Наконец, этот кластер Fe-S переносится на целевой белок, который затем становится функциональным. [1]
Образование железо-серных кластеров происходит по одному из четырех путей: [2]
- Система азотфиксации (NIF), которая также встречается у бактерий, не фиксирующих азот. [3]
- Кластерная система железо-сера (ISC) в бактериях и митохондриях
- Система ассимиляции серы (SUF) в пластидах и некоторых бактериях.
В дополнение к этим трем системам для цитозольных и ядерных белков Fe-S задействуется так называемая цитозольная железо-серная сборка (CIA).
Механизмы
[ редактировать ]Сборка кластера железо-серных кластеров начинается с образования эквивалента серы (атомы серы сами по себе в природе не встречаются). Необходимый атом серы получается из свободного цистеина под действием так называемых цистеиндесульфураз . Одна известная десульфураза называется IscS, пиридоксальфосфат -зависимый фермент. Атом серы с цистеинового субстрата переносится на остаток Cys-328 IscS, образуя персульфид :
- L-цистеин + [фермент]-цистеин L-аланин + [фермент]-S-сульфанилцистеин
Персульфидная функциональная группа RSSH действует как источник «неорганической серы», которая будет включена в кластеры Fe-S. Впоследствии IscS передает эту «лишнюю» серу в IscU. [4] В дополнение к IscS и IscU для сборки бактериального Fe-S требуется IscA, белок массой 11 кДа с неопределенной функцией. [5]
Система Suf для биосинтеза железо-серных кластеров в целом аналогична системе Isc (и системе Nif). Аналогия распространяется на существование SufA, SufS и SufU. Система Суфа работает с меньшим количеством сопровождающих . [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Джонсон, округ Колумбия, Дин Д.Р., Смит А.Д., Джонсон М.К. (2005). «Структура, функции и образование биологических железо-серных кластеров». Ежегодный обзор биохимии . 74 : 247–81. doi : 10.1146/annurev.biochem.74.082803.133518 . ПМИД 15952888 .
- ^ Лилль Р. (август 2009 г.). «Функция и биогенез железосерных белков». Природа . 460 (7257): 831–8. Бибкод : 2009Natur.460..831L . дои : 10.1038/nature08301 . ПМИД 19675643 . S2CID 205217943 .
- ^ Сантос ПК, Дин Д.Р. (2017). «Сборка кластера FeS: система NIF в азотфиксирующих бактериях». Энциклопедия неорганической и бионеорганической химии . стр. 1–13. дои : 10.1002/9781119951438.eibc2466 . ISBN 978-1-119-95143-8 .
- ^ Като С., Михара Х., Курихара Т., Такахаши Ю., Токумото У., Ёсимура Т., Эсаки Н. (апрель 2002 г.). «Cys-328 IscS и Cys-63 IscU являются местами образования дисульфидного мостика в ковалентно связанном комплексе IscS/IscU: значение для механизма сборки железо-серного кластера» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (9): 5948–52. Бибкод : 2002PNAS...99.5948K . дои : 10.1073/pnas.082123599 . ПМК 122882 . ПМИД 11972033 .
- ^ Купп-Викери-младший, Силберг Дж.Дж., Та Д.Т., Викери Л.Е. (апрель 2004 г.). «Кристаллическая структура IscA, белка сборки железо-серного кластера из Escherichia coli». Журнал молекулярной биологии . 338 (1): 127–37. дои : 10.1016/j.jmb.2004.02.027 . ПМИД 15050828 .