Эноил-КоА-гидратаза (ECH) или кротоназа [1] представляет собой фермент EC 4.2.1.17, который гидратирует двойную связь между вторым и третьим атомами углерода на 2-транс/цис-еноил-КоА: [2]
ЭХГ крыс представляет собой гексамерный белок (этот признак не является универсальным, но фермент человека также является гексамерным), что обуславливает эффективность этого фермента, поскольку он имеет 6 активных центров. Было обнаружено, что этот фермент очень эффективен и позволяет людям очень быстро метаболизировать жирные кислоты в энергию. Фактически этот фермент настолько эффективен, что скорость реакции короткоцепочечных жирных кислот эквивалентна скорости реакции , контролируемой диффузией . [3]
Метаболизм
Метаболизм жирных кислот
ЭХГ катализирует второй этап (гидратацию) распада жирных кислот ( β-окисление ). [4] Метаболизм жирных кислот – это то, как человеческий организм превращает жиры в энергию. Жиры в пищевых продуктах обычно находятся в форме триглицеринов. Их необходимо расщепить, чтобы жиры могли попасть в организм человека. Когда это происходит, высвобождаются три жирные кислоты.
Метаболизм лейцина
Механизм
ЭХГ используется при β-окислении для добавления гидроксильной группы и протона к ненасыщенному β-углероду жирноацил-КоА. ECH функционирует, предоставляя два остатка глутамата в качестве каталитической кислоты и основания . Две аминокислоты удерживают молекулу воды на месте, позволяя ей атаковать син-добавку к α-β-ненасыщенному ацил-КоА у β-углерода. Затем α-углерод захватывает другой протон, что завершает образование бета-гидроксиацил-КоА.
Согласованная реакция.
Из экспериментальных данных известно также, что в активном центре нет других источников протонов . Это означает, что протон, который захватывает α-углерод, принадлежит воде, которая только что атаковала β-углерод. Это означает, что гидроксильная группа и протон воды присоединяются с одной и той же стороны двойной связи – син-присоединение. Это позволяет ЭХГ образовывать стереоизомер S из 2-транс-еноил-КоА и стереоизомер R из 2-цис-еноил-КоА. Это становится возможным благодаря двум остаткам глутамата , которые удерживают воду в положении, непосредственно примыкающем к ненасыщенной двойной связи α-β. Эта конфигурация требует, чтобы активный центр ЭХГ был чрезвычайно жестким, чтобы удерживать воду в очень специфической конфигурации по отношению к ацил-КоА. Данные о механизме этой реакции не являются окончательными относительно того, является ли эта реакция согласованной (показана на рисунке) или происходит в последовательные стадии. Если процесс происходит последовательно, промежуточный продукт идентичен тому, который образуется в результате реакции элиминирования E1cB . [8]
^ ab Wilson JM, Fitschen PJ, Campbell B, Wilson GJ, Zanchi N, Taylor L, Wilborn C, Kalman DS, Stout JR, Hoffman JR, Ziegenfuss TN, Lopez HL, Kreider RB, Smith-Ryan AE, Antonio J (февраль) 2013). «Позиция Международного общества спортивного питания: бета-гидрокси-бета-метилбутират (HMB)». Журнал Международного общества спортивного питания . 10 (1): 6. дои : 10.1186/1550-2783-10-6 . ПМК 3568064 . ПМИД 23374455.
^ аб Занчи Н.Е., Герлингер-Ромеро Ф., Гимарайнш-Феррейра Л., де Сикейра Фильо М.А., Фелитти В., Лира Ф.С., Зееландер М., Ланча А.Х. (апрель 2011 г.). «Добавка HMB: эффекты и механизмы действия, связанные с клиническими и спортивными результатами». Аминокислоты . 40 (4): 1015–1025. дои : 10.1007/s00726-010-0678-0. PMID 20607321. S2CID 11120110. HMB представляет собой метаболит аминокислоты лейцина (Ван Коверин и Ниссен, 1992), незаменимой аминокислоты. Первым этапом метаболизма HMB является обратимое трансаминирование лейцина в [α-KIC], которое происходит преимущественно внепеченочно (Block and Buse 1990). После этой ферментативной реакции [α-KIC] может идти по одному из двух путей. В первом случае HMB производится из [α-KIC] цитозольным ферментом диоксигеназой KIC (Sabourin and Bieber 1983). Цитозольная диоксигеназа широко охарактеризована и отличается от митохондриальной формы тем, что фермент диоксигеназа является цитозольным ферментом, тогда как фермент дегидрогеназа обнаруживается исключительно в митохондриях (Sabourin and Bieber 1981, 1983). Важно отметить, что этот путь образования HMB является прямым и полностью зависит от диоксигеназы KIC печени. Следуя этому пути, HMB в цитозоле сначала превращается в цитозольный β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА (HMG-CoA), который затем может быть направлен на синтез холестерина (Rudney 1957) (рис. 1). Фактически, многочисленные биохимические исследования показали, что HMB является предшественником холестерина (Zabin and Bloch 1951; Nissen et al. 2000).
^ аб Кольмайер М (май 2015 г.). «Лейцин». Метаболизм питательных веществ: структуры, функции и гены (2-е изд.). Академическая пресса. стр. 385–388. ISBN978-0-12-387784-0. Проверено 6 июня 2016 г. Энергетическое топливо: со временем большая часть лея расщепляется, образуя около 6,0 ккал/г. Около 60% поступившего в организм Leu окисляется в течение нескольких часов... Кетогенез: значительная часть (40% поступившей в организм дозы) превращается в ацетил-КоА и тем самым способствует синтезу кетонов, стероидов, жирных кислот и других соединения Рисунок 8.57: Метаболизм L-лейцина
^ Бансон Б.Дж., Андерсон В.Е., Пецко Г.А. (февраль 2002 г.). «Структурный механизм еноил-КоА-гидратазы: три атома из одной воды добавляются либо ступенчато, либо согласованно по E1cb». Биохимия . 41 (8): 2621–9. дои : 10.1021/bi015844p. ПМИД 11851409.
