Диаминопимелатэпимераза
| диаминопимелатэпимераза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Гомогексамер диаминопимелат эпимеразы, Arabidopsis thaliana | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 5.1.1.7 | ||||||||
| Номер CAS | 9024-22-0 | ||||||||
| 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 | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| Диаминопимелатэпимераза | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||||
| Символ | DAP_эпимераза | ||||||||||
| Пфам | ПФ01678 | ||||||||||
| ИнтерПро | IPR001653 | ||||||||||
| ПРОСИТ | PDOC01029 | ||||||||||
| |||||||||||
В энзимологии диаминопимелатэпимераза ( EC 5.1.1.7 ) — это фермент , катализирующий химическую реакцию
- LL-2,6-диаминогептандиоат мезо-диаминогептандиоат
Следовательно, этот фермент имеет один субстрат , LL-2,6-диаминогептандиоат , и один продукт , мезо-диаминогептандиоат.
Этот фермент принадлежит к семейству изомераз , а именно рацемаз и эпимераз, действующих на аминокислоты и их производные. Систематическое название этого класса ферментов — LL-2,6-диаминогептандиоат 2-эпимераза . Этот фермент участвует в биосинтезе лизина .
Фон
Бактерии, растения и грибы метаболизируют аспарагиновую кислоту для получения четырех аминокислот - лизина , треонина , метионина и изолейцина - в серии реакций, известных как аспартатный путь . Кроме того, в результате этих реакций образуется несколько важных метаболических промежуточных продуктов , таких как диаминопимелиновая кислота , важный компонент биосинтеза клеточной стенки бактерий , и дипиколиновая кислота , которая участвует в споруляции (образовании спор) у грамположительных бактерий . Представители животного мира не обладают этим путем и поэтому должны получать эти незаменимые аминокислоты через свой рацион. Исследования по улучшению метаболического потока через этот путь имеют потенциал для увеличения выхода незаменимых аминокислот в важных сельскохозяйственных культурах, тем самым повышая их пищевую ценность. Кроме того, поскольку эти ферменты отсутствуют у животных, их ингибиторы являются перспективными целями для разработки новых антибиотиков и гербицидов. [1]
Лизин / диаминопимелиновая кислота ветви аспартатного пути производит незаменимую аминокислоту лизин через промежуточный мезо - диаминопимелиновую кислоту (мезо-ДАП), которая также является жизненно важным компонентом клеточной стенки у грамотрицательных бактерий. [2] Производство дигидропиколината из аспартат-полуальдегида контролирует поток в путь лизина / диаминопимелиновой кислоты . Существуют три варианта этого пути, отличающиеся тем, как тетрагидропиколинат (образуется путем восстановления дигидропиколината ) метаболизируется в мезо-ДАП. Один вариант, наиболее часто встречающийся у архей и бактерий, использует в основном сукциниловые промежуточные продукты , в то время как второй вариант, обнаруженный только у Bacillus , использует в основном ацетиловые промежуточные продукты . В третьем варианте, обнаруженном у некоторых грамположительных бактерий, дегидрогеназа преобразует тетрагидропиколинат непосредственно в мезо-ДАП. Во всех вариантах мезо-ДАП впоследствии преобразуется в лизин декарбоксилазой или, в грамотрицательных бактериях, ассимилируется в клеточной стенке. Существуют доказательства того , что четвертый, в настоящее время неизвестный, вариант этого пути может функционировать в растениях. [3]
Диаминопимелатэпимераза ( EC 5.1.1.7 ), которая катализирует изомеризацию L,L-димаминопимелата в мезо-DAP в биосинтетическом пути , ведущем от аспартата к лизину, является членом более широкого семейства PLP -независимых рацемаз аминокислот . Этот фермент представляет собой мономерный белок массой около 30 кДа, состоящий из двух доменов , которые схожи по структуре, хотя у них мало общего в выравнивании последовательностей . [4] Каждый домен состоит из смешанных бета-слоев , которые складываются в бочку вокруг центральной спирали. Расщелина активного центра образована обоими доменами и содержит два консервативных цистеина, которые, как полагают, функционируют как кислота и основание в катализе . [5] Было показано, что другие PLP-независимые рацемазы, такие как глутаматрацемаза, имеют схожую структуру и механизм катализа .
Структурные исследования
По состоянию на конец 2007 года для этого класса ферментов были определены 4 структуры с кодами доступа PDB 1BWZ, 1GQZ, 2GKE и 2GKJ.
Ссылки
- ^ Viola RE (2001). «Центральные ферменты семейства аспартата биосинтеза аминокислот». Acc. Chem. Res . 34 (5): 339–49 . doi :10.1021/ar000057q. PMID 11352712.
- ^ Blanchard JS, Born TL (1999). «Исследования структуры/функции ферментов в диаминопимелатном пути биосинтеза бактериальной клеточной стенки». Curr Opin Chem Biol . 3 (5): 607– 13. doi :10.1016/s1367-5931(99)00016-2. PMID 10508663.
- ^ Leustek T, Hudson AO, Bless C, Macedo P, Chatterjee SP, Singh BK, Gilvarg C (2005). «Биосинтез лизина в растениях: доказательства варианта известных бактериальных путей». Biochim. Biophys. Acta . 1721 (1): 27– 36. doi :10.1016/j.bbagen.2004.09.008. PMID 15652176.
- ^ Scapin G, Blanchard JS, Cirilli M, Zheng R (1998). «Структурная симметрия: трехмерная структура диаминопимелатэпимеразы Haemophilus influenzae». Биохимия . 37 (47): 16452– 16458. doi :10.1021/bi982138o. PMID 9843410.
- ^ Roper DI, Huyton T, Lloyd AJ, Turkenburg J (2004). «Усовершенствование эпимеразы диаминопимелиновой кислоты Haemophilus influenzae (DapF) при разрешении 1,75 A предполагает механизм стереоконтроля во время катализа». Acta Crystallogr. D . 60 (Pt 2): 397– 400. doi :10.1107/S0907444903027999. PMID 14747737.
Дальнейшее чтение
