Фруктозо-бисфосфатальдолаза
| Фруктозо-бисфосфатальдолаза | |||
|---|---|---|---|
 Октамер фруктозо-бисфосфатальдолазы, человек | |||
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 4.1.2.13 | ||
| Номер CAS. | 9024-52-6 | ||
| 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 | ||
| |||
| Фруктозо-бисфосфатальдолаза класса I | |||
|---|---|---|---|
 фруктозо-1,6-бисфосфатальдолаза из печени кролика | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | гликолитический | ||
| Пфам | PF00274 | ||
| ИнтерПро | IPR000741 | ||
| PROSITE | PDOC00143 | ||
| СКОП2 | 1алд / СКОПе / СУПФАМ | ||
| CDD | cd00344 | ||
| |||
| Фруктозо-бисфосфатальдолаза класса II | |||
|---|---|---|---|
 Фруктозо-1,6-бисфосфатальдолаза II класса в комплексе с фосфогликологидроксаматом | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | F_bP_альдолаза | ||
| Пфам | PF01116 | ||
| Пфам Клан | CL0036 | ||
| ИнтерПро | IPR000771 | ||
| PROSITE | PDOC00523 | ||
| СКОП2 | 1дос / СКОПе / СУПФАМ | ||
| CDD | cd00453 | ||
| |||
Фруктозо-бисфосфатальдолаза ( EC 4.1.2.13 ), часто просто альдолаза , представляет собой фермент, катализирующий обратимую реакцию , которая расщепляет альдоль , фруктозо-1,6-бисфосфат , на триозофосфаты , дигидроксиацетонфосфат (DHAP) и глицеральдегид-3-фосфат (G3P). ). Альдолаза также может продуцировать DHAP из других (3S,4R) -кетозо - 1-фосфатов, таких как фруктозо-1-фосфат и седогептулозо-1,7-бисфосфат . Глюконеогенез и цикл Кальвина , которые являются анаболическими путями , используют обратную реакцию. Гликолиз , катаболический путь , использует прямую реакцию. По механизму действия альдолаза делится на два класса.
Слово «альдолаза» также относится, в более общем смысле, к ферменту, который выполняет альдольную реакцию (создание альдола ) или ее обратную реакцию (расщепление альдола), например, альдолаза сиаловой кислоты , которая образует сиаловую кислоту . См. список альдолаз .
Механизм и структура
[ редактировать ]Белки класса I образуют протонированное основания Шиффа промежуточное соединение , связывающее высококонсервативный активного центра лизин углеродом DHAP с карбонильным . Кроме того, остатки тирозина имеют решающее значение для этого механизма, действуя как стабилизирующие акцепторы водорода. Белки класса II используют другой механизм, который поляризует карбонильную группу с помощью двухвалентного катиона, такого как Zn. 2+ . Escherichia coli галактитол Белок -оперон , gatY, и белок-оперон N-ацетилгалактозамин , agaY, которые представляют собой тагатозо-бисфосфатальдолазу , являются гомологами фруктозо-бисфосфатальдолазы класса II. Показано, что два гистидиновых остатка в первой половине последовательности этих гомологов участвуют в связывании цинка. [1]
Каждая из белковых субъединиц обоих классов имеет домен α/β, свернутый в цилиндр TIM, содержащий активный центр. Несколько субъединиц собираются в полноценный белок . Эти два класса имеют мало общего последовательности .
обнаружены только белки класса За небольшим исключением, у животных , растений и зеленых водорослей I. [2] обнаружены только белки класса II За немногими исключениями у грибов . Оба класса широко обнаружены у других эукариот и бактерий . [3] Оба класса часто присутствуют вместе в одном организме. В растениях и водорослях имеется пластидная альдолаза, иногда являющаяся реликтом эндосимбиоза помимо обычной цитозольной альдолазы . Бифункциональная фруктозо-бисфосфатальдолаза/фосфатаза с механизмом класса I широко обнаружена у архей и некоторых бактерий. [4] Активный центр этой архейной альдолазы также находится в стволе ТИМ.
В глюконеогенезе и гликолизе
[ редактировать ]Глюконеогенез и гликолиз разделяют серию из шести обратимых реакций. В глюконеогенезе глицеральдегид-3-фосфат под действием альдолазы восстанавливается до фруктозо-1,6-бисфосфата. При гликолизе фруктозо-1,6-бисфосфат превращается в глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетонфосфат с помощью альдолазы. Альдолаза, используемая в глюконеогенезе и гликолизе, представляет собой цитоплазматический белок.
обнаружены три формы белка класса У позвоночных I. Альдолаза А преимущественно экспрессируется в мышцах и мозге; альдолаза B в печени, почках и энтероцитах ; и альдолаза С в мозге. Альдолазы А и С в основном участвуют в гликолизе , тогда как альдолаза В участвует как в гликолизе, так и в глюконеогенезе. [5] Некоторые дефекты альдолазы B вызывают наследственную непереносимость фруктозы . Метаболизм свободной фруктозы в печени использует способность альдолазы B использовать фруктозо-1-фосфат в качестве субстрата . [6] Архейная фруктозо-бисфосфатальдолаза/фосфатаза, предположительно, участвует в глюконеогенезе, поскольку ее продуктом является фруктозо-6-фосфат. [7]
В цикле Кальвина
[ редактировать ]Цикл Кальвина — это путь фиксации углерода ; это часть фотосинтеза, в ходе которого углекислый газ и другие соединения превращаются в глюкозу. Он и глюконеогенез разделяют серию из четырех обратимых реакций. В обоих путях 3-фосфоглицерат (3-PGA или 3-PG) восстанавливается до фруктозо-1,6-бисфосфата, причем последнюю реакцию катализирует альдолаза. Пятая реакция, катализируемая по обоим путям фруктозо-1,6-бисфосфатазой , гидролизует фруктозо-1-6-бисфосфат до фруктозо-6-фосфата и неорганического фосфата. Значительное уменьшение свободной энергии делает эту реакцию необратимой. В цикле Кальвина альдолаза также катализирует выработку седогептулозо-1,7-бисфосфата из DHAP и эритрозо-4-фосфата . Основными продуктами цикла Кальвина являются триозофосфат (TP), который представляет собой смесь DHAP и G3P, и фруктозо-6-фосфат. Оба также необходимы для регенерации RuBP . Альдолаза, используемая растениями и водорослями в цикле Кальвина, обычно представляет собой белок, нацеленный на пластиды, кодируемый ядерным геном.
Реакции
[ редактировать ]Альдолаза катализирует
- фруктозо-1,6-бисфосфат ⇌ DHAP + G3P
а также
- седогептулозо-1,7-бисфосфат ⇌ DHAP + эритрозо-4-фосфат
- фруктозо-1-фосфат ⇌ DHAP + глицеральдегид
Альдолаза используется в обратимом стволе глюконеогенеза/гликолиза.
- 2( ПЭП + НАДН + Н + + АТФ + H 2 O) ⇌ фруктозо-1,6-бисфосфат + 2(НАД + + АДФ + П я )
Альдолаза также используется в той части цикла Кальвина, которая связана с глюконеогенезом, с необратимым гидролизом фосфата в конце, катализируемым фруктозо-1,6-бисфосфатазой.
- 2( 3-ПГ + НАДФН + Н + + АТФ + H 2 O) ⇌ фруктозо-1,6-бисфосфат + 2(НАДФ + + АДФ + П я )
- фруктозо-1,6-бисфосфат + H 2 O → фруктозо-6-фосфат + P i
В глюконеогенезе 3-PG продуцируется енолазой и фосфоглицератмутазой, действующими последовательно.
- ПЭП + H 2 O ⇌ 2-ПГ ⇌ 3-ПГ
В цикле Кальвина 3-ПГ производится Рубиско.
- РуБФ + CO 2 + H 2 O → 2(3-ПГ)
G3P продуцируется фосфоглицераткиназой, действующей последовательно с глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой (ГАФДГ) в глюконеогенезе и последовательно с глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой (НАДФ+) (фосфорилируя) в цикле Кальвина.
- 3-ПГ + АТФ ⇌ 1,3-бисфосфоглицерат + АДФ.
- 1,3-бисфосфоглицерат + НАД(Ф)Н + Н + ⇌ G3P + P и НАД(П) +
Триозофосфат-изомераза поддерживает DHAP и G3P почти в равновесии, образуя смесь, называемую триозофосфатом (TP).
- G3P ⇌ DHAP
Таким образом, альдолазе доступны как DHAP, так и G3P.
Недвижимость по совместительству
[ редактировать ]Альдолаза также участвует во многих «подрабатывающих» или некаталитических функциях, основываясь на ее сродстве к связыванию со многими другими белками, включая F-актин , α-тубулин легкой цепи , динеин , WASP , полосы 3 анионообменник , фосфолипазу D ( PLD2 ). , транспортер глюкозы GLUT4 , инозитолтрифосфат , V-АТФаза и ARNO ( обмена гуаниновых нуклеотидов ARF6 фактор ). Считается, что эти ассоциации преимущественно участвуют в клеточной структуре, однако было изучено участие в эндоцитозе, инвазии паразитов, перестройке цитоскелета, подвижности клеток, транспортировке и рециркуляции мембранных белков, передаче сигналов и компартментализации тканей. [8] [9] [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Згиби С.М., Томсон Г.Дж., Камар С., Берри А. (2000). «Изучение связывания и распознавания субстратов во фруктозо1, 6-бисфосфате и тагатозо-1,6-бисфосфатальдолазах» . Евро. Дж. Биохим . 267 (6): 1858–68. дои : 10.1046/j.1432-1327.2000.01191.x . ПМИД 10712619 .
- ^ Покровитель Нью-Джерси, Роджерс М.Б., Килинг П.Дж. (2004). «Замена гена фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы подтверждает гипотезу о единственном фотосинтетическом предке хромальвеолатов» . Эукариотическая клетка . 3 (5): 1169–75. doi : 10.1128/EC.3.5.1169-1175.2004 . ПМК 522617 . ПМИД 15470245 .
- ^ Трунг Хиеу Фам, Шриша Рао, Та-Чи Ченг, Пей-Чи Ван, Ши-Чу Чен,Подрабатывающий белок фруктозо-1,6-бисфосфатальдолаза как потенциальный кандидат на вакцину против Photobacterium damselae subsp. piscicida у азиатского морского окуня ( Latescalcarifer ),«Эволюционная и сравнительная иммунология», том 124, 2021, 104187, ISSN 0145-305X, https://doi.org/10.1016/j.dci.2021.104187 .
- ^ Зиберс Б, Бринкманн Х, Дорр С, Тьяден Б, Лили Х, ван дер Ост Дж, Верхис CH (2001). «Архейные фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы составляют новое семейство альдолаз архейного типа класса I» . Ж. Биол. Хим . 276 (31): 28710–8. дои : 10.1074/jbc.M103447200 . ПМИД 11387336 .
- ^ Уолтер ЕС, Дихганс М., Маричич С.М., Ромито Р.Р., Ян Ф., Дзеннис С., Заксон С., Хоукс Р., Херруп К. (1998). «Геномные последовательности альдолазы C (Зебрин II) направляют экспрессию lacZ исключительно в ненейрональных клетках трансгенных мышей» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 95 (5): 2615–20. Бибкод : 1998PNAS...95.2615W . дои : 10.1073/pnas.95.5.2615 . ЧВК 19434 . ПМИД 9482935 .
- ^ Гофер А., Вайсман Н., Мандель Х., Лапидот А. (1990). «Определение путей метаболизма фруктозы у нормальных детей и детей с непереносимостью фруктозы: исследование ЯМР C-13 с использованием фруктозы C-13» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 87 (14): 5449–53. дои : 10.1073/pnas.87.14.5449 . ПМК 54342 . ПМИД 2371280 .
- ^ Эстельманн С., Хюглер М., Эйзенрайх В., Вернер К., Берг И.А., Рамос-Вера В.Х., Сэй РФ, Кокелькорн Д., Гад'он Н., Фукс Г. (2011). «Метки и ферментативные исследования центрального углеродного метаболизма у Metallosphaera sedula » . Дж. Бактериол . 193 (5): 1191–200. дои : 10.1128/JB.01155-10 . ПМК 3067578 . ПМИД 21169486 .
- ^ Рангараджан Э.С., Парк Х., Фортин Э., Сигуш Дж., Изард Т. (2010). «Механизм контроля алолазы функции сортировки нексина 9 при эндоцитозе» . Ж. Биол. Хим . 285 (16): 11983–90. дои : 10.1074/jbc.M109.092049 . ПМЦ 2852936 . ПМИД 20129922 .
- ^ Ан А.Х., Дзеннис С., Хоукс Р., Херруп К. (1994). «Клонирование зебрина II обнаруживает его идентичность с альдолазой С». Разработка . 120 (8): 2081–90. дои : 10.1242/dev.120.8.2081 . ПМИД 7925012 .
- ^ Меркулова М., Уртадо-Лоренцо А., Хосокава Х., Чжуан З., Браун Д., Аусиелло Д.А., Маршанский В. (2011). «Альдолаза напрямую взаимодействует с ARNO и модулирует морфологию клеток и распределение кислых везикул» . Am J Physiol Cell Physiol . 300 (6): C1442-55. doi : 10.1152/ajpcell.00076.2010 . ПМК 3118619 . ПМИД 21307348 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Берри А., Маршалл К.Е. (февраль 1993 г.). «Идентификация цинксвязывающих лигандов во фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазе II класса Escherichia coli» . ФЭБС Летт . 318 (1): 11–6. дои : 10.1016/0014-5793(93)81317-S . ПМИД 8436219 . S2CID 7682431 .
- Фримонт П.С., Данбар Б., Фотергилл-Гилмор Л.А. (февраль 1988 г.). «Полная аминокислотная последовательность фруктозо-бисфосфатальдолазы скелетных мышц человека» . Биохим. Дж . 249 (3): 779–88. дои : 10.1042/bj2490779 . ПМЦ 1148774 . ПМИД 3355497 .
- Галкин А, Ли З, Ли Л, Кулакова Л, Пал ЛР, Данауэй-Мариано Д, Герцберг О (2009). «Структурные данные о связывании субстрата и стереоселективности фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы лямблий» . Биохимия . 48 (14): 3186–96. дои : 10.1021/bi9001166 . ПМЦ 2666783 . ПМИД 19236002 .
- Марш Дж. Дж., Лебхерц Х. Г. (март 1992 г.). «Фруктозо-бисфосфатальдолазы: история эволюции». Тенденции биохимии. Наука . 17 (3): 110–3. дои : 10.1016/0968-0004(92)90247-7 . ПМИД 1412694 .
- Перхам Р.Н. (апрель 1990 г.). «Фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы: одна и та же реакция, разные ферменты». Биохим. Соц. Транс . 18 (2): 185–7. дои : 10.1042/bst0180185 . ПМИД 2199259 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
СМИ, связанные с фруктозо-бисфосфатальдолазой, на Викискладе? - Лаборатория Толана в Бостонском университете
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
