COQ5 играет роль катализатора в C-метилировании в биосинтезе кофермента Q , [9] на бензойном кольце CoQ6, биосинтетическом промежуточном продукте, [10] как у людей, так и у дрожжей Saccharomyces cerevisiae . [9] COQ5 является одним из одиннадцати полипептидов в дрожжах, которые необходимы для производства Q. Более того, он собирается с CoQ-синтомом, многосубъединичным комплексом. У людей первичный дефицит Q возникает из-за мутации многих генов COQ. И такие заболевания, как митохондриальные, сердечно-сосудистые, почечные и нейродегенеративные заболевания, являются результатом снижения биосинтеза Q. [9] Разработка растворимых белков COQ5 может быть применена к другим митохондриальным белкам. Дефицит кофермента Q10 связан с COQ5. Поэтому для поддержания уровня CoQ10 в клетках человека требуется COQ5. [10] [11]
Каталитическая активность
Катализирует процесс С-метилирования и биосинтеза убихинона . [12]
Механизм
COQ5 — это S-аденозилметионин (SAM)-зависимая метилтрансфераза (SAM-MTase), катализирующая стадию C-метилирования, превращая 2-метокси-6-полипренил-1,4-бензохинон (DDMQH 2 ) в 2-метокси-5-метил-6-полипренил-1,4-бензохинон (DMQH 2 ) в пути биосинтеза CoQ6. [13]
В каталитическом механизме COQ5, основанном на структурном анализе, в качестве первого шага, перед переносом метила, Arg201 отщепляет водород от молекулы воды, образуя отрицательно заряженный атом кислорода, который депротонирует атом C5 DDMQH2. Рассматривая субстрат DDMQH2 и Asn202, гидроксильная группа на атоме C4 и боковой цепи образует водородную связь, которая приводит к образованию аниона O4′. Стабильность аниона C5 является результатом делокализации отрицательного заряда в системе сопряжения π-связей. Tyr78 действует как каталитическое основание, а Tyr78, Arg201 и Asn202 инвариантны в гомологах COQ5. [13] [14]
Ссылки
^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000110871 – Ensembl , май 2017 г.
^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000041733 – Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Lee PT, Hsu AY, Ha HT, Clarke CF (март 1997). «C-метилтрансфераза, участвующая в биосинтезе как убихинона, так и менахинона: изоляция и идентификация гена ubiE Escherichia coli». Журнал бактериологии . 179 (5): 1748– 1754. doi :10.1128/jb.179.5.1748-1754.1997. PMC 178890. PMID 9045837 .
^ Young IG, McCann LM, Stroobant P, Gibson F (март 1971 г.). «Характеристика и генетический анализ мутантных штаммов Escherichia coli K-12, накапливающих предшественников бихинона 2-октапренил-6-метокси-1,4-бензохинон и 2-октапренил-3-метил-6-метокси-1,4-бензохинон». Журнал бактериологии . 105 (3): 769– 778. doi :10.1128/jb.105.3.769-778.1971. PMC 248499. PMID 4323297 .
^ Дибров Э., Робинсон К.М., Лемир Б.Д. (апрель 1997 г.). «Ген COQ5 кодирует митохондриальный белок дрожжей, необходимый для биосинтеза убихинона и сборки дыхательной цепи». Журнал биологической химии . 272 (14): 9175– 9181. doi : 10.1074/jbc.272.14.9175 . PMID 9083048.
^ Barkovich RJ, Shtanko A, Shepherd JA, Lee PT, Myles DC, Tzagoloff A, Clarke CF (апрель 1997 г.). «Характеристика гена COQ5 из Saccharomyces cerevisiae. Доказательства C-метилтрансферазы в биосинтезе убихинона». Журнал биологической химии . 272 (14): 9182– 9188. doi : 10.1074/jbc.272.14.9182 . PMID 9083049.
^ abcd Нгуен Т.П., Казарин А., Десбатс М.А., Доймо М., Тревиссон Э., Сантос-Оканья С. и др. (ноябрь 2014 г.). «Молекулярная характеристика C-метилтрансферазы COQ5 человека в биосинтезе кофермента Q10». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1841 (11): 1628–1638 . doi :10.1016/j.bbalip.2014.08.007. ПМЦ 4331671 . ПМИД 25152161.
^ ab Chen SW, Liu CC, Yen HC (март 2013 г.). «Обнаружение подавленного созревания человеческого белка COQ5 в митохондриях после митохондриального разъединения антителом, распознающим как предшественники, так и зрелые формы COQ5». Mitochondrion . 13 (2): 143– 152. doi :10.1016/j.mito.2013.01.007. PMID 23354120.
^ Yen HC, Liu YC, Kan CC, Wei HJ, Lee SH, Wei YH и др. (сентябрь 2016 г.). «Нарушение человеческого комплекса белка, содержащего COQ5, связано с уменьшением уровня коэнзима Q10 при двух различных состояниях дефицита митохондриальной энергии». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects . 1860 (9): 1864– 1876. doi :10.1016/j.bbagen.2016.05.005. PMID 27155576.
^ "Ген COQ5 - Коэнзим Q5, Метилтрансфераза". База данных генов человека GeneCards . Институт науки Вейцмана.
^ ab Dai YN, Zhou K, Cao DD, Jiang YL, Meng F, Chi CB и др. (август 2014 г.). «Кристаллические структуры и каталитический механизм C-метилтрансферазы Coq5 дают представление о ключевом этапе пути синтеза дрожжевого кофермента Q». Acta Crystallographica. Раздел D, Биологическая кристаллография . 70 (Pt 8): 2085–2092 . doi :10.1107/s1399004714011559. PMID 25084328.
^ Huang CC, Smith CV, Glickman MS, Jacobs WR, Sacchettini JC (март 2002 г.). «Кристаллические структуры циклопропансинтаз миколовой кислоты из Mycobacterium tuberculosis». Журнал биологической химии . 277 (13): 11559– 11569. doi : 10.1074/jbc.m111698200 . PMID 11756461.
