2,3-дигидро-2,3-дигидроксибензоатдегидрогеназа
| 2,3-дигидро-2,3-дигидроксибензоатдегидрогеназа | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 1.3.1.28 | ||||||||
| Номер CAS | 37250-40-1 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| ИнтЭнз | IntEnz вид | ||||||||
| БРЕНДА | запись BRENDA | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme вид | ||||||||
| КЕГГ | запись KEGG | ||||||||
| МетаЦик | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Генная онтология | АмиГО / КвикГО | ||||||||
| |||||||||
В энзимологии 2,3 -дигидро-2,3-дигидроксибензоатдегидрогеназа ( КФ 1.3.1.28) — это фермент , катализирующий химическую реакцию
- 2,3-дигидро-2,3-дигидроксибензоат + НАД + 2,3-дигидроксибензоат + НАДН + Н +
Таким образом, двумя субстратами этого фермента являются 2,3-дигидро-2,3-дигидроксибензоат и НАД + , тогда как его тремя продуктами являются 2,3-дигидроксибензоат , НАДН и Н + .
Этот фермент принадлежит к семейству оксидоредуктаз , в частности, тех, которые действуют на группу CH-CH донора с NAD+ или NADP+ в качестве акцептора. Систематическое название этого класса ферментов — 2,3-дигидро-2,3-дигидроксибензоат:NAD+ оксидоредуктаза . Этот фермент также называют 2,3-диDHB-дегидрогеназой . Этот фермент участвует в биосинтезе нерибосомальной группы сидерофоров. [1]
Структура
2,3-диДГБ-дегидрогеназа — это тетрамерный белок с размерами 65x69x43 Å. [2] Он имеет кристаллографическую симметрию 222, которая проявляется для других членов семейства ферментов короткоцепочечных оксиредуктаз (SCOR). [2] Длина каждого мономера составляет 248 остатков, а вес белка — 24647 Да. [3] Каждый мономер состоит из 7 бета-складчатых листов и 6 альфа-спиралей.
Хотя структура связывающего белка четко не определена, было высказано предположение, что связывающий карман состоит из Leu83, Met85, Arg138, Gly140, Met141, Ser176, Met181, Gln182 и Leu185. Также было высказано предположение, что Arg138 является вероятной субъединицей, которая взаимодействует с карбоксильной группой 2,3-diDHB. Поскольку имелись сильные признаки окисления в положении C3, [4] Ser176 и Gln182 взаимодействуют с гидроксильной группой C2 для того, чтобы произошла стереоселективная реакция. [2]
Механизм реакции
В условиях ограниченного количества железа в окружающей среде реакция EntA необратима с физиологической точки зрения. [4] Точный механизм реакции неизвестен; однако предлагаемая схема реакции выглядит следующим образом:
Скорость реакции
Скорость реакции конверсии определяется несколькими факторами. Региохимическое положение карбоксильной группы и 3-гидроксильной группы играет одну роль в реакции, в которой скорость реакции 1,3- цис -замещенного субстрата дает примерно в 40 раз более высокое значение k cat /K m , чем 1,3-транс-замещенного субстрата. [4]
Роли в бактериях
2,3-диДГБ-дегидрогеназа катализирует НАД + -зависимое окисление 2,3-дигидро-2,3-дигидроксибензоата с образованием ароматического соединения 2,3-дигидроксибензойной кислоты (2,3-ДГБ или просто ДГБ). [4] Во время дефицита железа поглощение железа контролируется тремя генами: ent , fep и fes для синтеза, экспорта и поглощения железа энтеробактина и его гидролитического расщепления для высвобождения Fe3 + в клетку. [4] Это производство этого соединения контролируется восемью генами: entA-entF, [2] entH, [5] и entS. [5] В E. coli все эти гены контролируются репрессором Fur, так что гены включаются, когда концентрация железа в окружающей среде низкая. [5] Из этих шести генов EntA, EntB и EntC отвечают за синтез DHB из хоризмовой кислоты [2] , а ген EntA кодирует информацию о 2,3-диDHB-дегидрогеназе. [5] Без entA, entB и entC бактерии демонстрируют почти абсолютную потребность в DHB для выживания. [6]
Производство сидерофоров также наблюдается у некоторых бактерий, инфицирующих растения, таких как Agrobacterium tumefaciens . [7] Фермент контролируется кластером генов agb, а производство 2,3-диДГБ-дегидрогеназы контролируется геном agbA. [7] Фермент AgbA гомологичен ферменту EntA в E. coli , тому же ферменту, который производит 2,3-диДГБ-дегидрогеназу. [7]
Ссылки
- ^ Young IG, Gibson F (май 1969). «Регуляция ферментов, участвующих в биосинтезе 2,3-дигидроксибензойной кислоты в Aerobacter aerogenes и Escherichia coli». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Общие предметы . 177 (3): 401–11. doi :10.1016/0304-4165(69)90302-X. PMID 4306838.
- ^ abcde Sundlov JA, Garringer JA, Carney JM, Reger AS, Drake EJ, Duax WL, Gulick AM (июль 2006 г.). «Определение кристаллической структуры EntA, дегидрогеназы 2,3-дигидро-2,3-дигидроксибензойной кислоты из Escherichia coli». Acta Crystallographica D . 62 (Pt 7): 734–40. doi :10.1107/S0907444906015824. PMID 16790929.
- ^ "Кристаллическая структура E. coli EntA, 2,3-дигидродигидроксибензоатдегидрогеназы". RCSB Protein Data Bank . nd . Получено 19 апреля 2015 г.
- ^ abcde Sakaitani M, Rusnak F, Quinn NR, Tu C, Frigo TB, Berchtold GA, Walsh CT (июль 1990 г.). «Механистические исследования транс-2,3-дигидро-2,3-дигидроксибензоатдегидрогеназы (Ent A) в биосинтезе хелатора железа энтеробактина». Биохимия . 29 (29): 6789–98. doi :10.1021/bi00481a006. PMID 2144454.
- ^ abcd Khalil S, Pawelek PD (февраль 2011 г.). «Ферментативное аденилирование 2,3-дигидроксибензоата усиливается за счет взаимодействия белок-белок между 2,3-дигидро-2,3-дигидроксибензоатдегидрогеназой (EntA) Escherichia coli и 2,3-дигидроксибензоат-АМФ-лигазой (EntE)». Биохимия . 50 (4): 533–45. doi :10.1021/bi101558v. PMID 21166461.
- ^ Young IG, Langman L, Luke RK, Gibson F (апрель 1971 г.). «Биосинтез соединения-транспортера железа энтерохелина: мутанты Escherichia coli, неспособные синтезировать 2,3-дигидроксибензоат». Journal of Bacteriology . 106 (1): 51–7. doi :10.1128/JB.106.1.51-57.1971. PMC 248643 . PMID 4928016.
- ^ abc Sonoda H, Suzuki K, Yoshida K (июнь 2002 г.). «Кластер генов для поглощения трехвалентного железа в Agrobacterium tumefaciens MAFF301001». Гены и генетические системы . 77 (3): 137–46. doi : 10.1266/ggs.77.137 . PMID 12207035.
