Syntaza pirydoksyno-5'-fosforanowa
| Syntaza pirydoksyno-5'-fosforanowa | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
.png)
Escherichia coli Syntaza pirydoksyno-5'-fosforanowa <a i=3>Identyfikatory
| |||||||||
| Identifiers | |||||||||
| nr WE | 2.6.99.2 | ||||||||
| Bazy danych | |||||||||
| IntEnz | Widok IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Wpis BRENDY | ||||||||
| EXPASY | Widok NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Wpis KEGG | ||||||||
| MetaCyc | szlak metaboliczny | ||||||||
| PRYAM | profil | ||||||||
| Struktury WPD | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
W enzymologii syntaza pirydoksyno - 5'-fosforanowa ( EC 2.6.99.2 ) jest enzymem katalizującym reakcję chemiczną
- 5-fosforan 1-deoksy-D-ksylulozy + fosforan 3-hydroksy-1-aminoacetonu pirydoksyno-5'-fosforan + fosforan + 2 H 2 O
Dwa substraty tego enzymu to 5-fosforan 1-deoksy-D-ksylulozy , produkty ( DXP) i fosforan 3-hydroksy-1-aminoacetonu (HAP), podczas gdy jego 3 to H2O fosforan i pirydoksyno-5'- fosforan (witamer fosforanu pirydoksalu ).
Mechanizm
W pierwszym etapie tej reakcji kondensacji grupa aminowa HAP tworzy zasadę Schiffa z grupą ketonową DXP. Grupa hydroksylowa na C4 DXP jest eliminowana, tworząc enol . Enol eliminuje fosforan pochodzący z DXP, a do powstałego wiązania podwójnego dodaje się wodę w celu zreformowania enolu . Ten enol następnie atakuje grupę ketonową HAP , zamykając pierścień, a powstała grupa hydroksylowa jest eliminowana, tworząc podwójne wiązanie . Deprotonowanie powoduje aromatyzację pierścienia , kończąc syntezę pirydoksyno-5'-fosforanu.
Fosforan 3-hydroksy-1-aminoacetonu jest niestabilny, dlatego nie można bezpośrednio potwierdzić mechanizmu reakcji . Niemniej jednak eksperymenty ze znakowaniem izotopowym 14 C i 18 O , a także badania strukturalne potwierdzają pokazany tutaj mechanizm. Reszta glutaminianu , Glu72, jest idealnie umiejscowiona, aby przeprowadzić większość katalizy kwasowo-zasadowej wymaganej w tym mechanizmie, przy czym reszty histydyny His45 i His193 wydają się również odgrywać rolę.
Struktura
Syntaza pirydoksyno-5'-fosforanu, czyli pdxJ, jest białkiem beczkowym TIM , chociaż wykazuje pewne odstępstwa od tego motywu. Co najważniejsze, centralny tunel pdxJ jest hydrofilowy w przeciwieństwie do hydrofobowego tunelu centralnego obserwowanego w większości białek beczkowych TIM, a pdxJ ma trzy dodatkowe helisy alfa w porównaniu z klasycznym fałdem TIM. Te trzy dodatkowe helisy są ważne dla pośredniczenia w kontaktach między podjednostkami w złożonym oktamerze . Istnieją jednak również istotne podobieństwa w działaniu: jak wiele luf TIM białek, pdxJ wiąże swoje substraty głównie przez ich ugrupowania fosforanowe , a miejsce wiązania fosforanu odpowiedzialne za wiązanie z HAP i 5'-fosforanem pirydoksyny jest konserwatywnym motywem występującym w wielu białkach beczkowych TIM . Fakt, że pdxJ wiąże substraty poprzez ich grupy fosforanowe, wyjaśnia wcześniej odkrytą specyficzność substratów w stosunku do ich odpowiednich niefosforylowanych alkoholi.
pdxJ wykazuje kilka różnych konformacji , w zależności od związanych substratów lub analogów substratów. Pierwszy stan, występujący, gdy pdxJ ma pirydoksyno-5'-fosforan lub nie jest związany z żadnymi substratami, jest klasyfikowany jako konformacja „otwarta”. Konformacja ta charakteryzuje się miejscem aktywnym swobodnie dostępnym dla rozpuszczalnika. W przeciwieństwie do tego, gdy DXP i analog HAP są związane, pętla 4 białka fałduje się nad miejscem aktywnym, zapobiegając ucieczce produktów pośrednich reakcji lub niepożądane reakcje uboczne. Samo wiązanie fosforanu nie jest w stanie spowodować przejścia pomiędzy stanem otwartym i zamkniętym. Donoszono także o trzecim, „częściowo otwartym” półproduktie po związaniu samego DXP.
pdxJ składa się jako oktamer w warunkach biologicznych. Ten oktamer można uważać za tetramer dimerów i jest prawdopodobne, że dimer jest aktywną jednostką białka. W każdym dimerze argininy Arg20 tworzy część miejsca aktywnego w drugim monomerze, gdzie pomaga wiązać obie grupy fosforanowe .
Klasyfikacja
Enzym ten należy do rodziny transferaz , w szczególności tych przenoszących grupy azotowe przenoszące inne grupy azotowe.
Nomenklatura
Nazwa systematyczna tej klasy enzymów to 1-deoksy-D-ksylulozo-5-fosforan:3-amino-2-oksopropylofosforan 3-amino-2-oksopropylotransferaza (hydroliza fosforanów; cyklizacja) . Inne powszechnie używane nazwy obejmują fosfoliazę pirydoksyno-5-fosforanową , syntazę PNP i PdxJ .
Rola biologiczna
Enzym ten uczestniczy w metabolizmie witaminy B 6 . pdxJ odgrywa rolę w zależnym od DXP szlaku fosforanu pirydoksalu. Szlak zależny od DXP występuje głównie u Gammaproteobacteria i niektórych Alphaproteobacteria . Ze względu na tę dystrybucję uznano, że pdxJ jest potencjalnym celem leków dla antybiotyków . Ta identyfikacja wydaje się słuszna, ponieważ inne podejścia również wykazały, że pdxJ jest dobrym celem dla leku rozwój. Jednakże podejście to może mieć ograniczenia, ponieważ pdxJ nie występuje u pasożytów bezwzględnych. Wykazano również, że metabolizm pdxJ i bardziej ogólnie witaminy B 6 w mikrobiomie zmienia wpływ niektórych związków na żywicieli zwierzęcych .
