Манноза фосфат изомераза
| Манноза-6 фосфат изомераза | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Идентификаторы | |||
| ЕС №. | 5.3.1.8 | ||
| CAS №. | 9023-88-5 | ||
| Базы данных | |||
| Intenz | Intenz View | ||
| Бренда | Бренда вход | ||
| Расширение | Вид Nicezyme | ||
| Кегг | Кегг вход | ||
| Метатический | Метаболический путь | ||
| Напрямую | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBE PDBSUM | ||
| |||
Манноза-6 фосфат изомераза ( MPI ), альтернативно фосфорнозомераза ( PMI ) ( EC 5.3.1.8 ) представляет собой фермент , который облегчает межконверляцию фруктозы 6-фосфата (F6P) и маннозы-6-фосфата (M6P). Манноза-6-фосфат изомераза также может обеспечивать синтез ВВП-маннозы у эукариотических организмов. M6p может быть преобразован в F6p с помощью маннозы-6-фосфат изомеразы и впоследствии использоваться в нескольких метаболических путях, включая гликолиз и биосинтез капсулярного полисахарида. [ 1 ] PMI является мономерным и металлоопадентным на цинке в виде кофакторного лиганда. [ 2 ] PMI ингибируется эритрозом 4-фосфатом , маннитолом 1-фосфатом и, в меньшей степени, альфа-аномер M6P. [ 3 ]
Механизм
[ редактировать ]
MPI должен преобразовать альдозу (маннозу) в кетозу (фруктоза), в дополнение к открытию и закрытию колец для этих сахаров. [ 4 ] У людей был предложен механизм, который включает перенос водорода между С1 и С2, опосредованный TYR278, и движение протона из O1 и O2, опосредованного ассоциированным Zn 2+ ион [ 5 ] Этап открытия кольца может быть катализирован HIS99 и ASP270, а изомеризация, вероятно, является механизмом цис-эенедиола. [ 6 ] [ 7 ]
PMI показывает высокую степень селективности для бета -аномера M6P, а альфа -аномер не обладает активностью и может на самом деле действовать в качестве ингибитора. [ 8 ] Фосфоглюкоза изомераза (PGI) очень похожа на PMI (поскольку она катализирует взаимосвязь глюкозы 6-фосфата и F6P), однако PGI может аномерировать альфа и бета-G6P, а также может катализировать преобразование Alpha M6p в M6P, как это PMI может не аномерировать M6P. [ 8 ] Вероятно, промежуточный цис-эендиол, образованный PMI, является тем же промежуточным, образованным PGI. [ 9 ]
Структура
[ редактировать ]MPI состоит из 440 аминокислотных остатков, с одним активным сайтом и одним ионом цинка (Zn 2+ ) лиганд . Аминокислоты GLN 111A, его 113A, Glu 138a, его 285A и HOH 798A связаны с связью цинка. [ 2 ] Структура отличается от фосфоглюкозы изомеразы треонином остатка (Thr291), который создает дополнительное пространство в активном участке PMI для размещения различной стереохимии M6P. Это повышенное пространство, созданное треонином, позволяет вращению связи C2 -C3, что позволяет цис сформировать необходимое промежуточное соединение -энергии. Поскольку манноза и глюкоза являются стереоизомерами на С2, что имеет решающее значение для механизма для обоих ферментов, PMI должен позволять дополнительному пространству в активном участке, чтобы позволить вращение маннозы для образования цис-энедиольного промежуточного звена, которое одинаково промежуточное образование фосфоглюкозы. изомераза. [ 10 ]
Биологическая значимость
[ редактировать ]PMI имеет несколько вкладов в необходимые метаболические пути. Это позволяет клеткам трансформировать M6p в F6p, который затем может быть введен в гликолиз. PMI также позволяет клеткам преобразовать F6P в M6P, который является распространенным гликолитическим клеточным идентификатором для клеточного транспорта и идентификации клеточной мембраны в прокариотических и эукариотических организмах. [ 4 ]
Медицинская значимость
[ редактировать ]PMI может быть полезен при разработке новых противогрибковых обработок, поскольку отсутствие активности PMI в дрожжевых клетках может привести к лизису клеток, а фермент может быть мишенью для ингибирования. [ 11 ] Это может быть связано с роли PMI в клеточных стенках формирования и капсулярным полисахаридным биосинтезом. Кроме того, M6P является важной сигнальной молекулой, особенно для транспорта в лизосомы : нарушения, влияющие на активность MPI, могут влиять на клеточную способность быстро продуцировать M6P из обильного F6P, и, следовательно, движение пузырьков на лизосомы и эндосом может быть изменено, что потенциально негативно влияет на клетку. [ 12 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ База данных EBI, IPRO16305 Манноза-6-фосфат изомераза.
- ^ Jump up to: а беременный "1pmi" . PDBE .
- ^ Gao H, Yu Y, Leary JA (сентябрь 2005 г.). «Механизм и кинетика металлоферментафосфоманозы изомеразы: измерение констант диссоциации и влияние связывания цинка с использованием масс-спектрометрии ESICR». Аналитическая химия . 77 (17): 5596–603. doi : 10.1021/ac050549m . PMID 16131071 .
- ^ Jump up to: а беременный Berg JM, JL Tureer, Strier L (2007). Биохимики (6 -е изд.). Нью -Йорк, Нью -Йорк: WH Freeman & Co.
- ^ Xiao J, Guo Z, Guo Y, Chu F, Sun P (ноябрь 2006 г.). «Вычислительное исследование человеческой фосфоманозы изомеразы: понимание моделирования гомологии и моделирования молекулярной динамики субстрата, связанного с ферментом». Журнал молекулярной графики и моделирования . 25 (3): 289–95. doi : 10.1016/j.jmgm.2006.01.001 . PMID 16488169 .
- ^ Sagurthi SR, Gowda G, Savithri HS, Murthy MR (июль 2009 г.). «Структуры маннозы-6-фосфат изомеразы из сальмонеллы тайфимурия, связанного с атомами металлов и субстратом: последствия для каталитического механизма» (PDF) . Acta Crystallographica Раздел d . 65 (Pt 7): 724–32. doi : 10.1107/s0907444909013328 . PMID 19564693 .
- ^ Gracy RW, Noltmann EA (октябрь 1968 г.). «Исследования по фосфоманозе изомеразы. 3. Механизм катализа и роли цинка в ферментативном и неферментативной изомеризации» . Журнал биологической химии . 243 (20): 5410–9. PMID 4973622 .
- ^ Jump up to: а беременный Роуз И.А., О'Коннелл Эль, Шрай К.Дж. (март 1973 г.). «Манноза 6-фосфат: аномерная форма, используемая фосфоманозой изомеразой, и ее 1-эпимеризации с помощью фосфоглюкозой изомеразы» . Журнал биологической химии . 248 (6): 2232–4. PMID 4570473 .
- ^ Wu R, Xie H, Cao Z, Mo Y (июнь 2008 г.). «Комбинированное исследование квантовой механики/молекулярной механики по обратимой изомеризации глюкозы и фруктозы, катализируемой пирококком фосфоглюкозой изомеразы» (PDF) . Журнал Американского химического общества . 130 (22): 7022–31. doi : 10.1021/ja710633c . PMID 18470986 .
- ^ Swan Mk, Hansen T, Schönheit P, Davies C (ноябрь 2004 г.). «Структурная основа для активности фосфоманозы в фосфоглюкозе изомеразы из пиробакул -аэрофилома: тонкая разница между отдаленно связанными ферментами». Биохимия . 43 (44): 14088–95. doi : 10.1021/bi048608y . PMID 15518558 . S2CID 40093771 .
- ^ Cleasby A, Wonacott A, Skarzynski T, Hubbard RE, Davies GJ, Proudfoot AE, Bernard AR, Payton MA, Wells TN (май 1996). «Рентгеновская кристаллическая структура фосфоманозе изомеразы от Candida albicans при разрешении 1,7 Angstrom». Природа структурная биология . 3 (5): 470–9. doi : 10.1038/nsb0596-470 . PMID 8612079 .
- ^ Jaeken J, Matthijs G (2001). «Врожденные расстройства гликозилирования». Ежегодный обзор геномики и генетики человека . 2 : 129–51. doi : 10.1146/annurev.genom.2.1.129 . PMID 11701646 . S2CID 18282235 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- GenereViews/NCBI/NIH/UW Завершение на врожденные расстройства обзора гликозилирования
- Манноза-6-фосфат+изомераза в Национальной медицине Медицинской библиотеки Медицинской библиотеки (Mesh)
- http://www.ebi.ac.uk/interpro/IEntry?ac=IPR016305
- ^ Биб, Джейн А.; Фрей, Перри А. (1998-10-01). «Галактоза мутаротаза: очистка, характеристика и исследования двух важных остатков гистидина» . Биохимия . 37 (42): 14989–14997. doi : 10.1021/bi9816047 . ISSN 0006-2960 .