Enzym generujący formyloglicynę
| Identyfikatory | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| enzymów wytwarzających formyloglicynę | |||||||||
| nr WE | 1.8.99 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
| Enzym wytwarzający formyloglicynę Enzym | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 wytwarzający formyloglicynę Mutant c336s kowalencyjnie związany z peptydem substratowym lctpsra
| |||||||||
| Identyfikatory | |||||||||
| Symbol | FGE-sulfataza | ||||||||
| Pfam | PF03781 | ||||||||
| InterPro | IPR005532 | ||||||||
| |||||||||
Enzym generujący formyloglicynę ( FGE ), znajdujący się u ludzi w pozycji 3p26.1, to nazwa enzymu obecnego w retikulum endoplazmatycznym, który katalizuje konwersję cysteiny do formyloglicyny (fGly). Istnieją dwie główne klasy FGE, tlenowe i beztlenowe. FGE aktywuje sulfatazy, które są niezbędne do rozkładu estrów siarczanowych . Aktywność katalityczna sulfataz zależy od reszty formyloglicyny (czasami nazywanej oksoalaniną) w miejscu aktywnym .
Aerobik
Enzym tlenowy ma strukturę homologiczną do złożonej topologii alfa/beta występującej w produkcie genowym ludzkiego czynnika modyfikującego sulfatazę 1 ( SUMF1 ). Tlenowa FGE przekształca resztę cysteiny w wysoce konserwatywnej sekwencji konsensusowej CXPXR w fGly. W tym celu FGE „aktywuje” swój cel, wykorzystując jednojądrową miedź. Substrat najpierw wiąże się z miedzią, zwiększając reaktywność kompleksu substrat-miedź z tlenem. Aktywacja jest następnie realizowana przez utlenianie reszty cysteiny w kompleksie substrat-miedź. Ze względu na charakter tej reakcji FGE jest określany jako „metaloenzym zależny od miedzi”.
Beztlenowe
Najlepiej zbadanym beztlenowym FGE jest bakteryjny AtsB, klaster żelaza i siarki zawierający enzym obecny w Klebsiella pneumoniae , który jest w stanie przekształcić cysteinę lub serynę w fGly z wyraźnie innym mechanizmem niż forma tlenowa. Podczas gdy AtsB może konwertować oba, jego aktywność wzrasta czterokrotnie w obecności cysteiny w stosunku do seryny. AtsB jest w 48% podobny do enzymu obecnego w Clostridium perfringens . Oba enzymy posiadają motyw Cx 3 Cx 2 C unikalny dla rodnika S-adenozylometioniny nadrodziny i są w stanie wykorzystać reakcję redukcji do rozszczepienia S-adenozylometioniny. Te dwa enzymy należą do większej grupy zwanej beztlenowymi enzymami dojrzewania sulfatazy, które są w stanie przekształcić cysteinę w fGly bez użycia tlenu.
Domena białkowa
W biologii molekularnej „enzym wytwarzający formyloglicynę” (czasami określany jako enzym sulfatazy generujący formyloglicynę) to nazwa domeny białkowej FGE, niezależnie od tego, czy białko jest aktywne katalitycznie, czy nie. Zarówno prokariotyczne, jak i eukariotyczne homologi FGE posiadają wysoce konserwatywne miejsca aktywne — w tym katalityczne reszty cysteiny wymagane do funkcji enzymatycznych. Uważa się, że aktywacja tlenu cząsteczkowego jest przeprowadzana przez konserwatywne reszty w pobliżu miejsca katalitycznego FGE w organizmach tlenowych. Katalityczne reszty cysteiny biorą udział w wymianie tiol-cysteina, co prowadzi do ostatecznej produkcji fGly.
Stany chorobowe
U ludzi mutacje w SUMF1 powodują defekty w FGE, co z kolei powoduje upośledzenie sulfataz. Rezultatem jest choroba zwana niedoborem wielu sulfataz (MSD), w której nagromadzenie glikozoaminoglikanów lub sulfolipidów może spowodować przedwczesną śmierć niemowląt. Chorobę tę można dalej podzielić na noworodkową, późnoniemowlęcą i młodzieńczą, przy czym choroba noworodkowa jest najcięższa. Typowe objawy to rybia łuska, hipotonia, nieprawidłowości szkieletowe i ogólny spadek funkcji poznawczych. W 2017 roku Weidner i wsp. stwierdzili związek z ekspresją SUMF1 i rozwojem przewlekłej obturacyjnej choroby płuc (POChP). Według stanu na styczeń 2020 r. na całym świecie zgłoszono ponad 100 przypadków MSD. Znany substratami dla SUMF1 są: sulfataza N-acetylogalaktozamino-6-siarczanowa ( GALNS ), arylosulfataza A (ARSA), sulfataza steroidowa (STS) i arylosulfataza E (ARSE); wszystkie cząsteczki zawierające cysteinę. FGE przekształca tę grupę cysteiny w C-𝛼-formyloglicynę. SUMF1 występuje w retikulum endoplazmatycznym lub w jego świetle.