Dekarboksylaza szczawiooctowa
| Identyfikatory | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| dekarboksylazy szczawiooctanu | |||||||||
| nr WE | 4.1.1.3 | ||||||||
| nr CAS | 9024-98-0 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
| Identyfikatory | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| podjednostek beta dekarboksylazy szczawiooctanu transportującej Na + | |||||||||
| Symbol | OAD_beta | ||||||||
| Pfam | PF03977 | ||||||||
| Klan Pfam | CL0064 | ||||||||
| InterPro | IPR005661 | ||||||||
| TCDB | 3.B.1 | ||||||||
| |||||||||
| Dekarboksylaza szczawiooctanowa, | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| identyfikatory łańcucha gamma | |||||||||
| Symbol | OAD_gamma | ||||||||
| Pfam | PF04277 | ||||||||
| InterPro | IPR005899 | ||||||||
| TCDB | 3.B.1 | ||||||||
| |||||||||
Dekarboksylaza szczawiooctowa jest karboksyliazą zaangażowaną w przemianę szczawiooctanu w pirogronian .
Jest sklasyfikowany jako EC 4.1.1.3 .
Aktywność dekarboksylazy szczawiooctowej w danym organizmie może być spowodowana aktywnością enzymu jabłkowego , kinazy pirogronianowej , dehydrogenazy jabłczanowej , karboksylazy pirogronianowej i karboksykinazy PEP lub aktywnością „prawdziwych” dekarboksylaz szczawiooctowych. Te ostatnie enzymy katalizują nieodwracalną dekarboksylację szczawiooctanu i można je podzielić na (i) dwuwartościowe dekarboksylazy szczawiooctanu zależne od kationów oraz (ii) związane z błoną dekarboksylazy szczawiooctanu zależne od sodu i zawierające biotynę z enterobakterie .
Właściwości kinetyczne
Dekarboksylaza szczawiooctanowa z rodziny dekarboksylaz zależnych od kationów dwuwartościowych została wyizolowana z Corynebacterium glutamicum w 1995 roku przez Jetten i in. Enzym ten selektywnie katalizował dekarboksylację szczawiooctanu do pirogronianu i CO2 z Km 2,1 mM, Vmax 158 umol i kcat 311 s^-1. Mn2+ był wymagany do aktywności enzymatycznej z Km 1,2mM dla Mn2+.
Dekarboksylaza szczawiooctanowa znaleziona w mitochondriach i rozpuszczalnej cytoplazmie została wyizolowana i oczyszczona z komórek wątroby szczura w 1974 roku przez Wojtcaka i in. Enzym nie był aktywowany przez kationy dwuwartościowe ani hamowany przez czynniki chelatujące. Wyznaczona wartość Km wynosiła 0,55 mM, a optymalne pH dla enzymu między 6,5 a 7,5.
Enzymy cytoplazmatyczne
Znajdujące się w różnych mikroorganizmach, takich jak Pseudomonas , Acetobacter , C. glutamicum, Veillonella parvula i A. vinelandii , cytoplazmatyczne dekarboksylazy szczawiooctanu są zależne od obecności dwuwartościowych kationów, takich jak Mn 2+
, Co 2+
, Mg 2+
, Ni 2+
lub Ca2 +
. Enzymy te są hamowane przez acetylo-CoA i ADP .
Enzymy związane z błoną
Dekarboksylaza szczawiooctanowa związana z błoną była pierwszym enzymem z rodziny dekarboksylaz transportowych Na+, o którym wykazano, że działa jako podstawowa pompa Na+ . Ta rodzina enzymów obejmuje dekarboksylazę metylomalonylo-CoA, dekarboksylazę malonianową i dekarboksylazę glutanoilo-CoA, z których wszystkie występują wyłącznie w bakteriach beztlenowych.
Dekarboksylacja beta-ketokwasu szczawiooctanu zapewnia niezbędną energię swobodną do pompowania jonów sodu przez dwuwarstwę lipidową. Powstały gradient sodu napędza syntezę ATP, transport substancji rozpuszczonej i ruchliwość. Ogólna reakcja katalizowana przez pompę polega na wymianie dwóch wewnątrzkomórkowych jonów Na+ na jeden zewnątrzkomórkowy jon H+; reakcja jest inicjowana przez katalizowaną enzymem dekarboksylację szczawiooctanu w domenie karboksylotransferazy podjednostki alfa, w wyniku czego powstaje pirogronian i karboksybiotyna . Pompa dekaboksylazy szczawiooctanu jest również odwracalna: przy wysokich stężeniach pozakomórkowego Na + pompa połączy ruch Na + w dół do cytozolu z karboksylacją pirogronianu z wytworzeniem szczawiooctanu.
Członkowie tej rodziny enzymów to zazwyczaj trimery , złożone z podjednostek alfa, beta i gamma . Podjednostki beta i gamma są integralnymi białkami błonowymi . Podjednostka beta ~ 45 kDa ma dziewięć transbłonowych , które służą do sprzężenia dekarboksylacji karboksybiotyny z translokacją Na+ z cytoplazmy do peryplazmy . Mała podjednostka gamma ~9kDa jest integralnym białkiem błonowym z pojedynczą helisą na N-końcu, po której następuje hydrofilowa Domena C-końcowa, która oddziałuje z podjednostką alfa. Podjednostka gamma jest niezbędna dla ogólnej stabilności kompleksu i prawdopodobnie służy jako kotwica utrzymująca podjednostki alfa i beta na miejscu. Ponadto podjednostka gamma znacznie przyspiesza tempo dekarboksylacji szczawiooctanu w podjednostce alfa, co koreluje z koordynacją jonu metalu Zn2+ przez kilka reszt na hydrofilowym C-końcu.
Podjednostka alfa, która ma ~65 kDa, jest biotynylowanym białkiem błony obwodowej po cytozolowej stronie błony. W obrębie podjednostki alfa znajduje się transferazy karboksylowej (CT), domena asocjacji gamma dekarboksylazy szczawiooctanu i domena nośnika karboksylu biotyny. Struktura krystaliczna domeny CT tworzy fałd baryłkowy TIM w formacji dimeru, który koordynuje z jonem Zn2+ w miejscu katalitycznym . Enzym jest całkowicie inaktywowany przez specyficzną mutagenezę Asp17, His207 i His209, które służą jako ligandy dla jonu metalu Zn2+ lub Lys178 w pobliżu miejsca aktywnego , co sugeruje, że zarówno Zn2+, jak i Lys178 są niezbędne do katalizy.
Zobacz też
Dalsza lektura
- Dahinden P, Auchli Y, Granjon T, Taralczak M, Wild M, Dimroth P (luty 2005). „Dekarboksylaza szczawiooctowa z Vibrio cholerae: oczyszczanie, charakteryzacja i ekspresja genów w Escherichia coli” (PDF) . Archiwa Mikrobiologii . 183 (2): 121–9. doi : 10.1007/s00203-004-0754-5 . hdl : 20.500.11850/33874 . PMID 15647905 . S2CID 30038827 .
Linki zewnętrzne
- szczawiooctan + dekarboksylaza w US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
