Dekarboksylaza diaminopimelinianowa
 Kreskówka przedstawiająca Methanococcus jannaschii
| |||||||||
| Identyfikatory dekarboksylazy diaminopimelinianowej | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| nr WE | 4.1.1.20 | ||||||||
| nr CAS | 9024-75-3 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
Enzym dekarboksylaza diaminopimelinianowa ( EC 4.1.1.20 ) katalizuje rozszczepianie wiązań węgiel-węgiel w mezo-2,6-diaminoheptanodionianie w celu wytworzenia CO 2 i L - lizyny , niezbędnego aminokwasu. Wykorzystuje kofaktor fosforan pirydoksalu , znany również jako PLP, który uczestniczy w licznych reakcjach enzymatycznej transaminacji , dekarboksylacji i deaminacji .
Enzym ten należy do rodziny liaz , w szczególności karboksyliaz, które rozszczepiają wiązania węgiel-węgiel. Systematyczna nazwa tej klasy enzymów to karboksyliaza mezo -2,6-diaminoheptanodionianowa (tworząca L-lizynę) . Dekarboksylaza DAP katalizuje ostatni etap szlaku biosyntezy mezo-diaminopimelinian/lizyna. Lizyna jest wykorzystywana do syntezy białek i stosowana w warstwie peptydoglikanu ścian komórkowych bakterii Gram-dodatnich . Enzym ten nie występuje u ludzi, ale ortologiem jest dekarboksylaza ornityny .
Struktura
DAPDC jest enzymem zależnym od PLP, należącym do rodziny racemaz alaninowych . Enzym ten jest na ogół dimeryczny, a każdy monomer zawiera dwie domeny. Pierwszą domeną jest N-końcowa beczka α/β, która wiąże PLP z resztą lizyny w miejscu aktywnym. Druga domena to C-końcowa β-kanapka . Miejsce aktywne jest utworzone z reszt obecnych w obu domenach, co skutkuje dwoma miejscami aktywnymi w dimerze.
DAPDC jest stereochemicznie specyficzny ze względu na przeciwstawne chiralności na każdym końcu diaminopimelinianu. Aby L-lizyna mogła powstać na D-lizynie, na D-końcu musi nastąpić dekarboksylacja. To, czy DAPDC rozpoznaje koniec, czy nie, zależy od utworzenia zasady Schiffa z PLP.
Podczas gdy większość DAPDC występujących w różnych gatunkach bakterii ma te same podstawowe składniki, nie wszystkie gatunki mają tę samą strukturę. Niektóre gatunki bakterii, takie jak Mycobacterium tuberculosis, obserwowano jako tetramery . Tetramer ma kształt pierścienia z miejscami aktywnymi dostępnymi z wnętrza enzymu.
Mechanizm
Pierwszy etap mechanizmu jest taki sam jak dla wszystkich enzymów zależnych od PLP typu III; tworzenie zasady Schiffa z grupą aminową substratu . Reszta lizyny wiążąca PLP ze strukturą jest zastąpiona przez diaminopimelinian . Następnie DAPDC wykorzystuje interakcję 3 reszt ( argininy , asparaginianu i glutaminianu ) w miejscu aktywnym do identyfikacji D-stereocentrum. DAP jest dekarboksylowany, a następnie stabilizowany PLP. Nie jest jasne, który ogólny kwas protonuje po dekarboksylacji, ale spekuluje się, że dawcą jest reszta lizyny.
Rozporządzenie
DAPDC jest regulowany przez produkt L-lizynę w stosunkowo wysokich stężeniach. Związki, które są podobne do DAP pod względem złożoności chemicznej, nie hamują reakcji, prawdopodobnie z powodu linijek pozostałości tworzących określone kąty wiązań. Diaminy mają silniejsze działanie hamujące w porównaniu z kwasami dikarboksylowymi , najprawdopodobniej w wyniku interakcji z PLP.
Funkcjonować
Biorąc pod uwagę, że istnieją trzy szlaki przekształcania asparaginianu w lizynę, jest to wyraźnie niezbędny proces dla komórki, szczególnie w budowaniu ścian komórkowych bakterii Gram-dodatnich. Nie ma sposobu wytwarzania lizyny u ludzi, ale dekarboksylaza ornityny ma wiele podobieństw z DAPDC. Oba enzymy wykorzystują PLP jako kofaktor i mają podobne struktury tworzące miejsca aktywne. Jednak DAPDC różni się tym, że dekarboksyluje w D-stereocentrum i jest wysoce stereospecyficzny . Te unikalne cechy sprawiają, że DAPDC jest dobrym kandydatem do badań przeciwbakteryjnych, ponieważ jest mało prawdopodobne, aby potencjalne inhibitory takiego integralnego etapu żywotności komórek wchodziły w interakcje z niezbędnymi procesami u ludzi.
Dalsza lektura
- Denman RF, Hoare DS, Praca E (marzec 1955). „Dekarboksylaza kwasu diaminopimelinowego w Escherichia coli z niedoborem pirydoksyny”. Biochimica et Biophysica Acta . 16 (3): 442–3. doi : 10.1016/0006-3002(55)90257-2 . PMID 14378182 .
