Rodzina syntaz skwalenu / fitoenu
| Identyfikatory | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SQS_PSY | |||||||||
| Symbol | SQS_PSY | ||||||||
| Pfam | PF00494 | ||||||||
| InterPro | IPR002060 | ||||||||
| PROZYTA | PDOC00802 | ||||||||
| SCOP2 | 1ezf / ZAKRES / SUPFAM | ||||||||
| Nadrodzina OPM | 297 | ||||||||
| Białko OPM | 3 na 66 | ||||||||
| Błona | 635 | ||||||||
| |||||||||
Rodzina syntaz skwalenu/fitoenu reprezentuje białka, które katalizują bezpośrednią kondensację jednostek prenylowych C15 i C20 ( tj. difosforan farnezylu i difosforan genranylgeranylu ). Ten etap enzymatyczny stanowi część steroidów i karotenoidów . Syntaza skwalenu EC (SQS) i syntaza fitoenu EC (PSY) to dwa dobrze znane przykłady tej rodziny białek i mają wiele podobieństw funkcjonalnych. Te podobieństwa znajdują również odzwierciedlenie w ich pierwotnej strukturze . W szczególności trzy dobrze zachowane regiony są wspólne dla SQS i PSY; mogą być zaangażowane w wiązanie substratu i/lub mechanizm katalityczny. SQS katalizuje konwersję dwóch cząsteczek difosforanu farnezylu (FPP) do skwalenu . Jest to pierwszy popełniony krok w cholesterolu szlak biosyntetyczny. Reakcja przeprowadzana przez SQS jest katalizowana w dwóch oddzielnych etapach: pierwszy to czołowa kondensacja dwóch cząsteczek FPP w celu utworzenia difosforanu preskwalenu; ten związek pośredni jest następnie przestawiany w redukcji zależnej od NADP , tworząc skwalen:
2 FPP -> difosforan preskwalenu + NADP -> skwalen
SQS występuje we wszystkich trzech domenach życia; eukarionty , archeony ( haloarchaea ) i bakterie . Niedawna analiza filogenetyczna sugeruje bakteryjne pochodzenie SQS i późniejszy poziomy transfer genu SQS do wspólnego przodka eukariontów. Wiadomo, że niektóre bakterie alternatywnie posiadają zestaw trzech genów do biosyntezy skwalenu (HpnCDE). HpnC i HpnD są ze sobą homologiczne i wydaje się, że ewoluowały razem z HpnE w gatunkach zawierających HpnCDE. HpnCD są ponadto homologiczne do SQS i PSY, a zatem należą do rodziny syntaz skwalenu/fitoenu. Wywnioskowano, że HpnCD i SQS wyewoluowały niezależnie od homologu PSY.
U drożdży SQS jest kodowany przez gen ERG9, u ssaków przez gen FDFT1 . SQS jest związany z błoną .
PSY katalizuje konwersję dwóch cząsteczek difosforanu geranylogeranylu (GGPP) do fitoenu. Jest drugim etapem biosyntezy karotenoidów z difosforanu izopentenylu . Reakcja przeprowadzana przez PSY jest katalizowana w dwóch oddzielnych etapach: pierwszy to czołowa kondensacja dwóch cząsteczek GGPP w celu utworzenia difosforanu prefitoenu; ten związek pośredni jest następnie przekształcany, tworząc fitoen .
2 GGPP -> difosforan prefitoenu -> fitoen
PSY występuje we wszystkich organizmach syntetyzujących karotenoidy : roślinach i bakteriach fotosyntetyzujących oraz niektórych niefotosyntetyzujących bakteriach i grzybach. U bakterii PSY jest kodowana przez gen crtB. U roślin PSY zlokalizowana jest w chloroplastach . Podczas gdy PSY/CrtB katalizuje kondensację typu „head-to-head” dla jednostki prenylowej C20 ( GGPP), grupa homologicznych białek oznaczonych jako CrtM katalizuje tę samą reakcję enzymatyczną dla jednostki C15 ( FPP). Produktem kondensacji dwóch FPP jest dehydroskwalen (diapofitoen). CrtB i CrtM mają wspólnego przodka, ale nie wiadomo, który wyewoluował jako pierwszy.
Podczas gdy substraty FPP i GGPP są amfipatyczne , produkty skwalenu, dehydroskwalenu i fitoenu są hydrofobowe . Zatem kolejne etapy enzymatyczne biosyntezy steroidów i karotenoidów zachodzą w błonach komórkowych organizmów gospodarza.
