4-аминобутираттрансаминаза
Класс ферментов
4-аминобутираттрансаминаза
Гомодимер 4-аминобутираттрансаминазы, свинья
Идентификаторы
Номер ЕС2.6.1.19
Номер CAS9037-67-6
Базы данных
ИнтЭнзIntEnz вид
БРЕНДАзапись BRENDA
ExPASyNiceZyme вид
КЕГГзапись KEGG
МетаЦикметаболический путь
ПРИАМпрофиль
Структуры PDBRCSB PDB PDBe PDBsum
Генная онтологияAmiGO / QuickGO
Поиск
ЧВКстатьи
PubMedстатьи
NCBIбелки
4-аминобутираттрансаминаза
Идентификаторы
СимволАБАТ
ген NCBI18
HGNC23
ОМИМ137150
РефСекNM_020686
UniProtР80404
Другие данные
ЛокусХр. 16 стр . 13.2
Искать
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро

В энзимологии 4-аминобутираттрансаминаза ( EC 2.6.1.19), также называемая ГАМК-трансаминазой или 4 - аминобутиратаминотрансферазой, или ГАМК-Т , представляет собой фермент , который катализирует химическую реакцию :

4-аминобутаноат + 2-оксоглутаратсукцинатполуальдегид + L-глутамат ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons}

Таким образом, двумя субстратами этого фермента являются 4-аминобутаноат ( ГАМК ) и 2-оксоглутарат . Двумя продуктами являются сукцинатполуальдегид и L-глутамат .

Этот фермент принадлежит к семейству трансфераз , а именно трансаминаз , которые переносят азотистые группы. Систематическое название этого класса ферментов — 4-аминобутаноат:2-оксоглутаратаминотрансфераза . Этот фермент участвует в 5 метаболических путях: метаболизм аланина и аспартата , метаболизм глутамата , метаболизм бета-аланина , метаболизм пропаноата и метаболизм бутаноата . Он использует один кофактор — пиридоксальфосфат .

Этот фермент обнаружен в прокариотах , растениях , грибах и животных (включая людей ). [1] Свиньи часто использовались при изучении того, как этот белок может работать в организме человека. [2]

Номер комиссии по ферментам

GABA-T имеет номер Комиссии по ферментам 2.6.1.19. Это означает, что он относится к классу ферментов трансфераз , подклассу азотистых трансфераз и подклассу трансаминаз . [3] Как азотистая трансфераза, ее роль заключается в переносе азотистых групп с одной молекулы на другую. Как трансаминаза, роль GABA-T заключается в перемещении функциональных групп из аминокислоты в α-кетокислоту и наоборот. В случае GABA-T он берет азотистую группу из GABA и использует ее для создания L-глутамата.

Реакционный путь

У животных, грибов и бактерий ГАМК-Т помогает облегчить реакцию, которая перемещает аминогруппу из ГАМК в 2-оксоглутарат и кетонную группу из 2-оксоглутарата в ГАМК. [4] [5] [6] Это производит сукцинатполуальдегид и L-глутамат. [4] У растений вместо 2-оксоглутарата могут использоваться пируват и глиоксилат . [7] катализируется ферментом 4-аминобутират-пируваттрансаминазой :

(1) 4-аминобутаноат (ГАМК) + пируват ⇌ сукцинатполуальдегид + L- аланин
(2) 4-аминобутаноат (ГАМК) + глиоксилат ⇌ сукцинатполуальдегид + глицин

Клеточная и метаболическая роль

Основная роль ГАМК-Т заключается в расщеплении ГАМК как части ГАМК-шунта. [2] На следующем этапе шунта полуальдегид, произведенный ГАМК-Т, будет окислен до янтарной кислоты сукцинат -полуальдегиддегидрогеназой , что приведет к образованию сукцината. Затем этот сукцинат попадет в митохондрию и станет частью цикла лимонной кислоты . [8] Затем цикл критической кислоты может производить 2-оксоглутарат, который может быть использован для получения глутамата, который, в свою очередь, может быть преобразован в ГАМК, продолжая цикл. [8]

ГАМК является очень важным нейротрансмиттером в мозге животных, а низкая концентрация ГАМК в мозге млекопитающих связана с несколькими неврологическими расстройствами, включая болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона . [9] [10] Поскольку ГАМК-Т разрушает ГАМК, ингибирование этого фермента было целью многих медицинских исследований. [9] Цель этих исследований - найти способ ингибирования активности ГАМК-Т, что снизило бы скорость преобразования ГАМК и 2-оксоглутарата в полуальдегид и L-глутамат, тем самым повышая концентрацию ГАМК в мозге. У людей также существует генетическое заболевание, которое может привести к дефициту ГАМК-Т. Это может привести к нарушению развития или смертности в крайних случаях. [11]

В растениях ГАМК может вырабатываться в качестве реакции на стресс. [5] Растения также используют ГАМК для внутренней сигнализации и для взаимодействия с другими организмами вблизи растения. [5] Во всех этих внутрирастительных путях ГАМК-Т будет брать на себя роль деградации ГАМК. Также было показано, что сукцинат, вырабатываемый в шунте ГАМК, составляет значительную долю сукцината, необходимого митохондрии. [12]

У грибов расщепление ГАМК в ГАМК-шунте является ключевым фактором, обеспечивающим высокий уровень активности в цикле критической кислоты. [13] Также имеются экспериментальные доказательства того, что расщепление ГАМК ГАМК-Т играет роль в управлении окислительным стрессом у грибов. [13]

Структурные исследования

Было решено несколько структур для этого класса ферментов, с присвоенными кодами доступа PDB и опубликованными в рецензируемых журналах. По крайней мере 4 такие структуры были решены с использованием ферментов свиньи: 1OHV, 1OHW, 1OHY, 1SF2, и по крайней мере 4 такие структуры были решены в Escherichia coli : 1SFF, 1SZK, 1SZS, 1SZU. На самом деле существуют некоторые различия между структурой фермента для этих организмов. Ферменты E. coli GABA-T не имеют железо-серного кластера, который обнаружен в модели свиньи. [14]

Активные сайты

Аминокислотные остатки, обнаруженные в активном центре 4-аминобутираттрансаминазы, включают Lys-329, которые находятся на каждой из двух субъединиц фермента. [15] Этот центр также будет связываться с пиридоксальным 5'܏��-фосфатным коферментом. [15]

Ингибиторы

Ссылки

  1. ^ "4-аминобутиратаминотрансфераза - Идентичные группы белков - NCBI". www.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 29-09-2020 .
  2. ^ ab Iftikhar H, Batool S, Deep A, Narasimhan B, Sharma PC, Malhotra M (февраль 2017 г.). «In silico анализ ингибирующей активности производных ГАМК на 4-аминобутират трансаминазе». Arabian Journal of Chemistry . 10 : S1267–75. doi : 10.1016/j.arabjc.2013.03.007 .
  3. ^ "BRENDA - Информация о EC 2.6.1.19 - 4-аминобутират-2-оксоглутарат трансаминаза". www.brenda-enzymes.org . Получено 24.09.2020 .
  4. ^ ab Tunnicliff G (1986). "4-аминобутират трансаминаза". В Boulton AA, Baker GB, Yu PH (ред.). Neurotransmitter Enzymes . Vol. 5. pp.  389– 420. doi :10.1385/0-89603-079-2:389. ISBN 0-89603-079-2.
  5. ^ abc Shelp BJ, Bown AW, Zarei A (2017). «4-аминобутират (ГАМК): метаболит и сигнал с практическим значением». Ботаника . 95 (11): 1015– 32. doi :10.1139/cjb-2017-0135. hdl : 1807/79639 .
  6. ^ Cao J, Barbosa JM, Singh N, Locy RD (июль 2013 г.). «ГАМК-трансаминазы из Saccharomyces cerevisiae и Arabidopsis thaliana выполняют функцию комплемента в цитозоле и митохондриях». Дрожжи . 30 (7): 279– 89. doi :10.1002/yea.2962. PMID  23740823. S2CID  1303165.
  7. ^ Fait A, Fromm H, Walter D, Galili G, Fernie AR (январь 2008 г.). «Шоссе или второстепенная дорога: метаболическая роль шунта ГАМК в растениях». Trends in Plant Science . 13 (1): 14– 9. Bibcode : 2008TPS....13...14F. doi : 10.1016/j.tplants.2007.10.005. PMID  18155636.
  8. ^ ab Bown AW, Shelp BJ (сентябрь 1997 г.). «Метаболизм и функции [гамма]-аминомасляной кислоты». Физиология растений . 115 (1): 1– 5. doi :10.1104/pp.115.1.1. PMC 158453. PMID  12223787 . 
  9. ^ ab Ricci L, Frosini M, Gaggelli N, Valensin G, Machetti F, Sgaragli G, Valoti M (май 2006 г.). «Ингибирование 4-аминобутираттрансаминазы мозга кролика некоторыми аналогами таурина: кинетический анализ». Биохимическая фармакология . 71 (10): 1510– 9. doi :10.1016/j.bcp.2006.02.007. PMID  16540097.
  10. ^ Sherif FM, Ahmed SS (апрель 1995). «Основные аспекты ГАМК-трансаминазы при нейропсихиатрических расстройствах». Клиническая биохимия . 28 (2): 145–54 . doi :10.1016/0009-9120(94)00074-6. PMID  7628073.
  11. ^ "ДЕФИЦИТ ГАМК-ТРАНСАМИНАЗЫ". www.omim.org . Получено 2020-10-18 .
  12. ^ Fait A, Fromm H, Walter D, Galili G, Fernie AR (январь 2008 г.). «Шоссе или второстепенная дорога: метаболическая роль шунта ГАМК в растениях». Trends in Plant Science . 13 (1): 14– 9. Bibcode : 2008TPS....13...14F. doi : 10.1016/j.tplants.2007.10.005. PMID  18155636.
  13. ^ аб Беннигхаузен Дж., Гебхард Д., Крёгер С., Хаделер Б., Тумфорд Т., Либерей Р. и др. (декабрь 2015 г.). «Нарушение ГАМК-шунта влияет на митохондриальное дыхание и вирулентность зернового патогена Fusarium graminearum». Молекулярная микробиология . 98 (6): 1115–32 . doi : 10.1111/mmi.13203 . PMID  26305050. S2CID  45755014.
  14. ^ Liu W, Peterson PE, Carter RJ, Zhou X, Langston JA, Fisher AJ, Toney MD (август 2004 г.). «Кристаллические структуры несвязанной и связанной с аминооксиацетатом гамма-аминобутиратаминотрансферазы Escherichia coli». Биохимия . 43 (34): 10896– 905. doi :10.1021/bi049218e. PMID  15323550.
  15. ^ ab Storici P, De Biase D, Bossa F, Bruno S, Mozzarelli A, Peneff C и др. (январь 2004 г.). «Структуры аминотрансферазы гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), пиридоксаль-5'-фосфата и кластерсодержащего фермента [2Fe-2S] в комплексе с гамма-этинил-ГАМК и противоэпилептическим препаратом вигабатрином». Журнал биологической химии . 279 (1): 363–73 . doi : 10.1074/jbc.M305884200 . PMID  14534310. S2CID  42918710.
  16. ^ Авад Р., Мухаммад А., Дёрст Т., Трюдо В. Л., Арнасон Дж. Т. (август 2009 г.). «Фракционирование мелиссы лекарственной (Melissa officinalis L.) с использованием in vitro измерения активности трансаминазы ГАМК». Фитотерапия Исследования . 23 (8): 1075– 81. doi : 10.1002/ptr.2712. PMID  19165747. S2CID  23127112.

Дальнейшее чтение

  • Scott EM, Jakoby WB (апрель 1959). «Растворимая гамма-аминомасляно-глутаминовая трансаминаза из Pseudomonas fluorescens». Журнал биологической химии . 234 (4): 932– 6. doi : 10.1016/S0021-9258(18)70206-8 . PMID  13654294.
  • Aurich H (октябрь 1961 г.). "[О бета-аланин-альфа-кетоглутарат трансаминазе из Neurospora crassa]" [О бета-аланин-альфа-кетоглутарат трансаминазе из Neurospora crassa]. Hoppe-Seyler's Zeitschrift für Physiologische Chemie (на немецком языке). 326 : 25– 33. doi :10.1515/bchm2.1961.326.1.25. PMID  13863304.
  • Schousboe A, Wu JY, Roberts E (июль 1973 г.). «Очистка и характеристика 4-аминобутират--2,кетоглутараттрансаминазы из мозга мыши». Биохимия . 12 (15): 2868– 73. doi :10.1021/bi00739a015. PMID  4719123.
  • Parviz M, Vogel K, Gibson KM, Pearl PL (ноябрь 2014 г.). «Нарушения метаболизма ГАМК: дефициты SSADH и ГАМК-трансаминазы» (PDF) . Журнал детской эпилепсии . 3 (4): 217– 227. doi :10.3233/PEP-14097. PMC  4256671 . PMID  25485164.
На Викискладе есть медиафайлы по теме 4-аминобутираттрансаминаза .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=4-aminobutyrate_transaminase&oldid=1258147973"