stringtranslate.com

Трансальдолаза

Трансальдолаза — фермент ( EC 2.2.1.2) неокислительной фазы пентозофосфатного пути . У человека трансальдолаза кодируется геном TALDO1 . [ 3] [4]

Следующая химическая реакция катализируется трансальдолазой:

седогептулозо-7-фосфат + глицеральдегид-3-фосфат эритрозо-4-фосфат + фруктозо-6-фосфат

Клиническое значение

Пентозофосфатный путь имеет две метаболические функции: (1) образование никотинамидадениндинуклеотидфосфата (восстановленный НАДФН ) для восстановительного биосинтеза и (2) образование рибозы , которая является важным компонентом АТФ , ДНК и РНК . Трансальдолаза связывает пентозофосфатный путь с гликолизом . У пациентов с дефицитом трансальдолазы происходит накопление эритритола (из эритрозо-4-фосфата ), D- арабитола и рибитола . [5] [6]

Делеция в 3 парах оснований в гене TALDO1 приводит к отсутствию серина в позиции 171 белка трансальдолазы, который является частью высококонсервативной области, что позволяет предположить, что мутация вызывает дефицит трансальдолазы, который обнаруживается в эритроцитах и ​​лимфобластах . [5] Делеция этой аминокислоты может привести к циррозу печени и гепатоспленомегалии (увеличению селезенки и печени) в раннем младенчестве. Трансальдолаза также является мишенью аутоиммунитета у пациентов с рассеянным склерозом . [7]

Структура

Активный центр фермента трансальдолазы, выделяющий ключевые аминокислотные остатки (Asp-27, Glu-106 и Lys-142), участвующие в катализе. [1]

Трансальдолаза представляет собой один домен, состоящий из 337 аминокислот. Основная структура представляет собой α/β-бочку , похожую на другие альдолазы класса I, состоящую из восьми параллельных β-слоев и семи α-спиралей . Также имеется семь дополнительных α-спиралей, которые не являются частью бочки. Гидрофобные аминокислоты расположены между β-слоями в бочке и окружающими α-спиралями, способствуя упаковке, например, области, содержащей Leu-168, Phe-170, Phe-189, Gly-311 и Phe-315. В кристалле человеческая трансальдолаза образует димер, в котором две субъединицы соединены 18 остатками в каждой субъединице. Подробности см. в механизме слева.

Активный сайт, расположенный в центре ствола, содержит три ключевых остатка: лизин-142, глутамат-106 и аспартат-27. Лизин удерживает сахар на месте, в то время как глутамат и аспартат действуют как доноры и акцепторы протонов. [1]

Механизм катализа

Остаток лизина-142 в активном центре трансальдолазы образует основание Шиффа с кетогруппой в седогептулозо-7-фосфате после депротонирования другим остатком активного центра, глутаматом-106. Механизм реакции аналогичен обратной реакции, катализируемой альдолазой : связь, соединяющая углероды 3 и 4, разрывается, оставляя дигидроксиацетон, присоединенный к ферменту через основание Шиффа. Эта реакция расщепления генерирует необычный альдозный сахар эритрозо-4-фосфат . Затем трансальдолаза катализирует конденсацию глицеральдегид-3-фосфата с основанием Шиффа дигидроксиацетона , давая связанный с ферментом фруктозо-6-фосфат . Гидролиз основания Шиффа высвобождает свободный фруктозо-6-фосфат , один из продуктов пентозофосфатного пути.

  • Схема реакции превращения седогептулозо-7-фосфата во фруктозо-6-фосфат.[8]
    Схема реакции превращения седогептулозо-7-фосфата во фруктозо-6-фосфат. [8]
  • Пентозофосфатный путь адаптирован из (Verhoeven, 2001)[5]
    Пентозофосфатный путь адаптирован из (Verhoeven, 2001) [5]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc PDB : 1F05 ​; Thorell S, Gergely P, Banki K, Perl A, Schneider G (июнь 2000 г.). "Трехмерная структура человеческой трансальдолазы". FEBS Lett . 475 (3): 205–8. Bibcode :2000FEBSL.475..205T. doi :10.1016/S0014-5793(00)01658-6. PMID  10869557. S2CID  33590067.
  2. ^ Молекулярные графические изображения были получены с использованием пакета UCSF Chimera из Ресурса по биовычислениям, визуализации и информатике Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Pettersen EF, Goddard TD, Huang CC, Couch GS, Greenblatt DM, Meng EC, Ferrin TE (октябрь 2004 г.). "UCSF Chimera–система визуализации для разведывательных исследований и анализа". J Comput Chem . 25 (13): 1605–12. CiteSeerX 10.1.1.456.9442 . doi :10.1002/jcc.20084. PMID  15264254. S2CID  8747218. 
  3. ^ "Ген Энтреза: трансальдолаза 1".
  4. ^ Banki K, Eddy RL, Shows TB, Halladay DL, Bullrich F, Croce CM, Jurecic V, Baldini A, Perl A (октябрь 1997 г.). «Ген человеческой трансальдолазы (TALDO1) расположен на хромосоме 11 на участке p15.4-p15.5». Genomics . 45 (1): 233–8. doi :10.1006/geno.1997.4932. PMID  9339383.
  5. ^ abc Verhoeven NM, Huck JH, Roos B, Struys EA, Salomons GS, Douwes AC, van der Knaap MS, Jakobs C (май 2001 г.). «Дефицит трансальдолазы: цирроз печени, связанный с новой врожденной ошибкой в ​​пентозофосфатном пути». Am. J. Hum. Genet . 68 (5): 1086–92. doi :10.1086/320108. PMC 1226089 . PMID  11283793. 
  6. ^ Perl A (июнь 2007 г.). «Патогенез дефицита трансальдолазы». IUBMB Life . 59 (6): 365–73. doi : 10.1080/15216540701387188 . PMID  17613166. S2CID  10428599.
  7. ^ Ниланд Б., Перл А. (2004). «Оценка аутоиммунитета к трансальдолазе при рассеянном склерозе». Аутоиммунитет . Т. 102. С. 155–71. doi :10.1385/1-59259-805-6:155. ISBN 978-1-59259-805-2. PMID  15286385. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  8. ^ Jia J, Schörken U, Lindqvist Y, Sprenger GA, Schneider G (январь 1997 г.). "Кристаллическая структура восстановленного промежуточного комплекса Шиффового основания трансальдолазы B из Escherichia coli: механистические последствия для альдолаз класса I". Protein Sci . 6 (1): 119–24. doi :10.1002/pro.5560060113. PMC 2143518 . PMID  9007983. Архивировано из оригинала 2008-05-01 . Получено 2008-12-19 . 

Внешние ссылки