| 6-foszfoglükonolaktonáz | |
|---|---|
| Kristályosított 6-foszfoglükonolaktonáz monomer a Trypanosoma brucei -ből, 6-foszfoglükonsavval komplexben [1] . | |
| Azonosítók | |
| KF kód | 3.1.1.31 |
| Enzim adatbázisok | |
| IntEnz | IntEnz nézet |
| BRENDA | BRENDA bejegyzés |
| ExPASy | NiceZyme nézet |
| MetaCyc | anyagcsere út |
| KEGG | KEGG bejegyzés |
| PRIAM | profil |
| EKT struktúrák | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum |
| Keresés | |
| PMC | cikkeket |
| PubMed | cikkeket |
| NCBI | NCBI fehérjék |
| Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
A 6-foszfoglükonolaktonáz (6PGL, PGLS) egy minden szervezetben megtalálható citoszol enzim , amely katalizálja a 6-foszfoglükonolakton hidrolízisét 6-foszfoglükonsavvá a pentóz -foszfát út oxidatív fázisában [2] . A 6PGL harmadlagos szerkezete α/β hidroláz redőt használ, az aktív hely maradékai α-hélix hurkokon csoportosulnak. Az enzim kristályszerkezete alapján feltételezhető, hogy a mechanizmus az aktív helyen lévő hisztidin-maradék protonátvitelétől függ. A 6PGL szelektíven katalizálja a δ-6-foszfoglükonolakton hidrolízisét, és nem mutat aktivitást a γ-izomerrel szemben [3] .
Feltételezték, hogy a 6-foszfoglükonolakton 6PGL hidrolízise 6-foszfoglükonsavvá protontranszfer útján megy végbe az O5-gyűrű oxigénatomjához [4] , hasonlóan a xilóz-izomerázhoz [5] és a ribóz-5-foszfát-izomerázhoz [6] . A reakciót egy hidroxidion támadása indítja be a C5 észterre . Egy tetraéderes intermedier képződik, és az észterkötés hasítása következik be, amelyet az aktív helyen lévő hisztidin-maradék protontranszfer segít. A protontranszferben szerepet játszó specifikus maradék 2009-ig elkerülte a kutatókat, mivel a korábbi szerkezeti vizsgálatok két lehetséges szubsztrát-konformációt mutattak ki az aktív helyen, amelyek az O5 gyűrű oxigénjét egy arginin- vagy hisztidinmaradékhoz közel helyezik el. Molekuláris dinamikai modellezést alkalmaztak annak felfedezésére, hogy a protont átadó maradék a hisztidin, és az argininmaradékok csak a negatív töltésű foszfátcsoport elektromos stabilizálásában vesznek részt [4] . Az enzim-szubsztrát komplex elektromos stabilizálása is megtörténik a karboxilát termék és a környező glicin-maradékok váz-aminjai között [4] .
A Homo sapiensben a 6PGL monomerként létezik citoszolos fiziológiás körülmények között, és 258 aminosavból áll, amelyek összmolekulatömege ~30 kDa [7] . Az enzim harmadlagos szerkezete egy α/β hidroláz redőt használ párhuzamos és antiparallel β-rétegekkel , amelyeket nyolc α-hélix és öt hélix vesz körül 3 10 . A fehérje harmadlagos szerkezetének stabilitását fokozzák az aszparaginsav és az arginin közötti sóhidak , valamint az aromás oldalláncok egymásra épülő kölcsönhatásai. A Trypanosoma brucei - ből izolált 6PGL-ről azt találták, hogy nem katalitikus szerepben kötődik a Zn +2 ionhoz , de ezt nem figyelték meg más szervezetekben, köztük a Thermotoga maritima és a Vibrio cholerae esetében .
A 6-foszfoglükonolaktonáz katalizálja a 6-foszfoglükonolakton átalakulását 6-foszfoglükonsavvá, mindkét intermedier a pentóz-foszfát útvonal oxidatív fázisában , amelyben a glükóz ribulóz-5-foszfáttá alakul . A pentóz-foszfát út oxidatív fázisa CO 2 -t szabadít fel, és a NADP + -ból két ekvivalens NADPH képződését eredményezi . A végterméket, a ribulóz-5-foszfátot a szervezet tovább dolgozza fel a pentóz-foszfát út nem oxidatív fázisában biomolekulák szintetizálására, beleértve a nukleotidokat , az ATP -t és a koenzim-A -t [3] .
A pentóz-foszfát útvonalban a 6PGL-t megelőző enzim, a glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz , kizárólag a 6-foszfoglükonolakton δ-izomerjét képezi. Ha azonban felhalmozódik, ez a vegyület intramolekuláris átrendeződésen mehet keresztül izomerizációval egy stabilabb γ-formává, amelyet a 6PGL nem hidrolizál, és nem léphet be a pentóz-foszfát-útvonal nem oxidatív fázisába. A 6- foszfoglükonolakton δ-izomerjének gyors hidrolízise miatt a 6PGL megakadályozza annak felhalmozódását és az ezt követő γ-izomer képződését, ami a sejt számára rendelkezésre álló glükóz erőforrások nem hatékony pazarlásához vezet [ 3] . -6-foszfoglükonoiláció Az E. coliban expresszált His-címkézett fehérjék [8] [9] és a 6-foszfoglükonolakton hatékony hidrolízise 6PGL segítségével. megakadályozza a lakton felhalmozódását és az azt követő toxikus reakciókat a köztes lakton és a sejt között [3] .
Kimutatták, hogy a Plasmodium berghei és a Plasmodium falciparum maláriaparaziták olyan bifunkciós enzimet expresszálnak, amely glükóz-6-foszfát-dehidrogenáz és 6-foszfoglükonolaktonáz aktivitást is mutat, lehetővé téve számukra a pentóz-foszfát-útvonal első két lépésének katalizálását [10] . Ezt a bifunkciós enzimet a maláriaparaziták gyógyszercélpontjaként azonosították [11] , és a kis molekulájú inhibitorok nagy teljesítményű szűrése olyan új vegyületek felfedezéséhez vezetett, amelyek potenciálisan erős maláriaellenes szerekké alakíthatók át [12] [13] .