Homogentyzat 1,2-dioksygenazy
| Homogentyzat 1,2-dioksygenazy | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Renderowanie 3D Dioksygenazy homogentyzatu z resztami aminokwasów w miejscu aktywnym i kolorowym atomem żelaza. Histydyna ma kolor brązowy, glutaminian kolor czerwony, a żelazo kolor niebieski.
| |||||||||
| Identyfikatory | |||||||||
| nr WE | 1.13.11.5 | ||||||||
| nr CAS | 9029-49-6 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
| homogentyzynian 1,2-dioksygenazy (homogentyzat oksydazy) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identyfikatory | |||||||
| Symbol | HGD | ||||||
| Alt. symbolika | AKU | ||||||
| gen NCBI | 3081 | ||||||
| HGNC | 4892 | ||||||
| OMIM | 607474 | ||||||
| RefSeq | XM_001125882 | ||||||
| UniProt | Q93099 | ||||||
| Inne dane | |||||||
| numer WE | 1.13.11.5 | ||||||
| Umiejscowienie | Chr. 3 q21-q23 | ||||||
| |||||||
1,2-dioksygenaza homogentyzynianu ( oksydaza kwasu homogentyzynowego , oksydaza homogentyzynianu , homogentyzykaza ) jest enzymem , który katalizuje konwersję homogentyzynianu do 4-maleiloacetooctanu . Homogentyzat 1,2-dioksygenazy lub HGD bierze udział w katabolizmie pierścieni aromatycznych, a dokładniej w rozkładzie aminokwasów tyrozyny i fenyloalaniny . HGD pojawia się w szlaku metabolicznym degradacji tyrozyny i fenyloalaniny po wytworzeniu homogentyzynianu cząsteczki. Homogentyzat reaguje z HGD, tworząc acetylooctan maleilu, który jest następnie wykorzystywany w szlaku metabolicznym. HGD wymaga użycia Fe 2+ i O 2 w celu rozszczepienia pierścienia aromatycznego homogentyzynianu.
Miejsce aktywne enzymu
Miejsce aktywne 1,2-dioksygenazy homogentyzatu określono na podstawie struktury krystalicznej, która została uchwycona w pracy Titusa i in. Poprzez strukturę krystaliczną stwierdzono, że miejsce aktywne zawiera następujące reszty; His292, His335, His365, His371 i Glu341.
Homogentyzat wiąże się w miejscu aktywnym z Glu341, His335 i His371 poprzez atom Fe 2+ . His292 wiąże się z grupą hydroksylową pierścienia aromatycznego. His365 wiąże się z Glu341 poprzez wiązania wodorowe w celu stabilizacji łańcuchów bocznych aminokwasów.
Patologia
Dioksygenaza homegentyzynianowa 1,2 jest zaangażowana w rodzaj chorób metabolicznych, zwanych alkaptonurią . To zaburzenie jest spowodowane niezdolnością organizmu do radzenia sobie z homogentyzynianem, który po utlenieniu przez organizm wytwarza związek znany jako pigment ochronotyczny , który powoduje czarny kolor i ma kilka negatywnych skutków. [ potrzebne źródło ] Pierwszym z tych efektów jest to, że woskowina pacjenta zacznie zmieniać kolor na czarny lub czerwony, w zależności od diety pacjenta, ponieważ krew utlenia się, a tym samym staje się czarna z powodu nadmiaru pigmentu ochronotycznego. Innym efektem pigmentu ochronotycznego jest to, że może on gromadzić się w tkance łącznej organizmu, prowadząc do zwyrodnieniowego zapalenia stawów , gdy osoba się starzeje. Alkaptonuria ma inny efekt, ponieważ może również spowodować, że mocz stanie się czarny, jeśli pozostawi się go na tyle długo, aby uległ utlenieniu, chociaż jest to często metoda testowania defektu genetycznego. Choroba metaboliczna jest autosomalna recesywna , tak że oboje rodzice muszą przekazać gen swoim dzieciom, aby dziecko miało wadę. [ potrzebne źródło ]
Mechanizm
Borowskiego i in. zaproponowali mechanizm HGD w swoim artykule opublikowanym w Journal of the American Chemical Society. Opierają swój mechanizm na wynikach hybrydowych DFT z funkcjonałami B3LYP przy użyciu programów Gaussian03 i Jaguar . Otwarcie pierścienia aromatycznego w homogentyzacie jest procesem wieloetapowym. W pierwszych dwóch krokach Fe 2+ koordynuje z atomami tlenu karbonylu i ortofenolu. Atom żelaza jest również skoordynowany z His335, His371 i Glu341. O 2 następnie wiąże się z atomem żelaza, reagując następnie z pierścieniem aromatycznym, tworząc związek pośredni z mostkiem nadtlenowym.
W następnym etapie O2 zostaje rozszczepiony z utworzeniem epoksydu . Ten pośredni epoksyd umożliwia reakcję rodnikową, aby ostatecznie otworzyć i utlenić sześcioczłonowy pierścień.
Kroki 1-8 mechanizmu
Kroki 9-11 mechanizmu
Linki zewnętrzne
- Wpis GeneReviews/NCBI/NIH/UW na temat Alkaptonurii
- Wpisy OMIM dotyczące Alkaptonurii
- Homogentyzat + 1,2-dioksygenaza w US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)