Dehydrogenaza 3-hydroksymaślanu
| Identyfikatory | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| dehydrogenazy 3-hydroksymaślanowej | |||||||||
| nr WE | 1.1.1.30 | ||||||||
| nr CAS | 9028-38-0 | ||||||||
| Bazy danych | |||||||||
| IntEnz | Widok IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Wpis BRENDY | ||||||||
| ExPASy | Widok NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Wpis KEGG | ||||||||
| MetaCyc | szlak metaboliczny | ||||||||
| PRYM | profil | ||||||||
| Struktury PDB | RCSB PDB PDBe PDB suma | ||||||||
| Ontologia genów | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
W enzymologii dehydrogenaza 3-hydroksymaślanu ( EC 1.1.1.30 ) jest enzymem , który katalizuje reakcję chemiczną :
Zatem dwoma substratami tego enzymu są ( R )-3-hydroksybutanian i NAD + , podczas gdy jego trzema produktami są acetooctan , NADH i H + . Enzym ten należy do rodziny oksydoreduktaz , konkretnie działających na grupę CH-OH dawcy z NAD + lub NADP + jako akceptorem.
Enzym ten bierze udział w syntezie i degradacji ciał ketonowych oraz metabolizmie kwasu masłowego .
Klasyfikacja
Enzym ten ma numer klasyfikacyjny EC 1.1.1.30. Pierwsza cyfra oznacza, że enzym ten jest oksydoreduktazą, co oznacza, że celem jest katalizowanie szlaków reakcji utleniania i redukcji. Następujące dwie jedynki wskazują podklasę i sub-sub enzymu. W tym przypadku 1.1.1 oznacza, że ten enzym jest oksydoreduktazą, która działa na grupę CH-OH cząsteczki dawcy przy użyciu NAD(+) lub NADP(+) jako akceptora. Czwarta liczba, w tym przypadku 30, to numer seryjny enzymu określający go w ramach jego podklasy. Dehydrogenaza 3-hydroksymaślanowa jest również znana jako dehydrogenaza beta-hydroksymasłowa i jest w skrócie BHBDH. Poniżej przedstawiono inne popularne synonimy.
Systematyczna nazwa tej klasy enzymów to ( R )-3-hydroksybutanian:NAD + oksydoreduktaza . Inne powszechnie używane nazwy to:
- NAD + dehydrogenaza -β-hydroksymaślanowa
- oksydoreduktaza hydroksymaślanowa
- dehydrogenaza β-hydroksymaślanu
- D -β-hydroksymaślanu
- D -3-hydroksymaślanu
- D -(–)-3-hydroksymaślanu
- Dehydrogenaza kwasu β-hydroksymasłowego
- dehydrogenaza 3- D -hydroksymaślanu
- dehydrogenaza β-hydroksymasłowa
Mechanizm reakcji
BHBDH znajduje się w mitochondriach i katalizuje utlenianie 3-hydroksymaślanu do acetooctanu i wykorzystuje NAD jako koenzym. Reakcja jest pokazana poniżej i jak wskazuje wzór, jest odwracalna. Jak przedstawiono we wzorze reakcji, enzym ten katalizuje reakcję (R)-3-hydroksybutanianu i NAD+ do acetooctanu do NADH i wolnego H+.
( R ) -3-hydroksybutanian + NAD + acetooctan + NADH + H +
Pierwszym etapem reakcji jest związanie substratu, co następuje poprzez związanie grupy karboksylanowej substratu z grupą karboksylanową części octanowej enzymu. Wówczas atom C3 z podłoża utworzy wiązanie wodorowe z atomem C4 NAD+. Następnie, gdy reakcja zachodzi przy optymalnym pH, proton jest usuwany z grupy hydroksylowej substratu, co pozwala na utworzenie wiązania karbonylowego. Jednocześnie ujemny jon wodoru na atomie C3 enzymu jest przenoszony na atom C4 na NAD+, tworząc w ten sposób acetylooctan i NADH.
Rozmieszczenie gatunków
BHBDH znajduje się w gruczołach odbytniczych kolenia ( Squalus acanthias ) i stwierdzono znaczny wzrost aktywności po karmieniu. Największy i najbardziej znaczący szczyt aktywności BHBDH wystąpił po 4-8 godzinach w gruczołach odbytniczych rekinów. Oprócz kolenia enzym ten występuje w wielu organizmach, od organizmów jednokomórkowych po naczelne wyższego rzędu, takie jak ludzie. U ludzi enzym ten jest stosowany medycznie u pacjentów z cukrzycą do wykrywania ciał ketonowych, które są związane z cukrzycową kwasicą ketonową. Nie jest to bynajmniej wyczerpująca lista organizmów, w których występuje BHBDH, te organizmy to tylko niektóre z typowych przykładów działania tego enzymu.
Funkcjonować
U rekina rekina główną funkcją BHBDH jest pomoc w rozkładzie ciał ketonowych w komórkach. Ta funkcja jest poparta dowodami eksperymentalnymi dotyczącymi wygłodzonych rekinów koleni po ich karmieniu. Podczas głodu wzrasta poziom ketonów w ciałach rekinów, zwłaszcza po długotrwałym głodzeniu. Po ich nakarmieniu obecność ciał ketonowych w organizmie gwałtownie spada. Szybki spadek jest skorelowany ze znacznym wzrostem aktywności BHBDH, co wskazuje na to, że enzym ten jest bardzo ważny dla przetwarzania ciał ketonowych.
Struktura
Obecnie opublikowano 2 struktury krystaliczne BHBDH, które są pokazane poniżej i dostępne pod następującymi linkami.
Obie struktury składają się z 1 arkusza, 5 jednostek beta alfa beta, 7 nici, 9 skrętów beta i 1 skrętu gamma. Te dwie struktury różnią się liczbą helis i interakcji helisa-helisa. W lewej strukturze znajduje się 13 helis i 8 interakcji helisa-helisa. W prawej strukturze znajduje się 12 helis i 6 oddziaływań helisa-helisa. Obie struktury mają ligandy C2H6AsO2 . _ Obie struktury mają na sobie jony magnezu, ale ponownie różnią się interakcjami z udziałem metalu. Dla struktury lewej występuje grupa MG301(A), natomiast dla struktury prawej grupa 1301(A) (6,7). Linki w podpisach zdjęć prowadzą do strony internetowej z dodatkowymi informacjami na temat tych enzymów. Zapewniają również obrotową strukturę 3D do badania wszystkich kątów znanych struktur. Odwiedź je, aby uzyskać dodatkowe informacje.
Aktywna strona
Miejsce aktywne drugiej struktury ma 2 tunele, jeden o promieniu 1,21 Å i jeden o promieniu 1,19 Å. Tunel 1,21 Å ma długość 26,7 Å, a tunel 1,19 Å ma długość 27,5 Å. Miejsce aktywne pierwszej wersji ma jeden tunel o promieniu 1,14 Å i długości 26,0 Å. Podobnie jak w przypadku struktur, te części enzymu można dalej badać, korzystając z linków w podpisie.
Zobacz też
Dalsza lektura
- Bergmeyer HU, Gawehn K, Klotzsch H, Krebs HA, Williamson DH (luty 1967). „Oczyszczanie i właściwości krystalicznej dehydrogenazy 3-hydroksymaślanowej z Rhodopseudomonas sferoides” . Dziennik biochemiczny . 102 (2): 423–431. doi : 10.1042/bj1020423 . PMC 1270263 . PMID 4291491 .
- Delafield FP, Cooksey KE, Doudoroff M (październik 1965). „Dehydrogenaza beta-hydroksymasłowa i hydrolaza dimeru Pseudomonas lemoignei” . Journal of Biological Chemistry . 240 (10): 4023–4028. doi : 10.1016/S0021-9258(18)97145-0 . PMID 4954074 .
- Lehninger AL, Sudduth HC, Wise JB (sierpień 1960). „Dehydrogenaza D-beta-hydroksymasłowa muitochondriów” . Journal of Biological Chemistry . 235 (8): 2450–2455. doi : 10.1016/S0021-9258(18)64641-1 . PMID 14415394 .
