Глюкозо-1,6-бисфосфатсинтаза
| Глюкозо-1,6-бисфосфатсинтаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 2.7.1.106 | ||||||||
| Номер CAS | 56214-39-2 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
Глюкозо-1,6-бисфосфатсинтаза — это тип фермента, называемого фосфотрансферазой , который участвует в метаболизме крахмала и сахарозы у млекопитающих (KEGG, 2.7.1.106 Архивировано 16 июля 2011 г. на Wayback Machine ). Он катализирует перенос фосфатной группы из 1,3-бисфосфоглицерата в глюкозо-1-фосфат , в результате чего образуются 3-фосфоглицерат и глюкозо-1,6-бисфосфат . [1]
(изображение предоставлено базой данных ферментов BRENDA)
Ферменту требуется кофактор двухвалентного иона металла. Цинк (Zn 2+ ), магний (Mg 2+ ), марганец (Mn 2+ ), кальций (Ca 2+ ), никель (Ni 2+ ), медь (Cu 2+ ), кадмий (Cd 2+ ) — все это доказано эффективные кофакторы in vitro . Кроме того, фермент, по-видимому, оптимально функционирует в диапазоне pH от 7,3 до 8,7 и при температуре 25 °C. [1]
Метаболическое значение катализируемой реакции
Основной продукт, глюкозо-1,6-бисфосфат, по-видимому, имеет несколько функций:
1. Ингибирование гексокиназы , фермента, используемого на первом этапе гликолиза. [2]
2. Активация фосфофруктокиназы-1 (PFK-1) и пируваткиназы , которые являются ферментами, участвующими в активации гликолитического пути. [2] [3]
3. Он действует как кофермент для фосфоглюкомутазы в гликолизе и глюконеогенезе . [4]
4. Он действует как кофактор для фосфопентомутазы, которая производит D- рибозо-5-фосфат . [5] 5. действует как молекула-донор фосфата для неизвестных неметаболических эффекторных белков. [4]
6. Его концентрация увеличивается во время сокращения скелетных мышц . [6]
7. Его дефосфорилирование дает глюкозо-6-фосфат , который является важной молекулой-предшественником в гликолизе и пентозофосфатном пути .
Глюкозо-1,6-бисфосфат, скорее всего, используется в корреляции с глюконеолизом. Ингибирование продуктом гексокиназы и активация PFK-1 и пируваткиназы указывает на его роль в гликолизе. Глюкозо-1,6-бисфосфат ингибирует гексокиназу, останавливая производство глюкозо-6-фосфата из D- глюкозы . Его активация PFK-1 и пируваткиназы показывает, что гликолиз все еще продолжается без производства глюкозо-6-фосфата из D-глюкозы. Это означает, что глюкозо-6-фосфат, необходимый для гликолиза, скорее всего, поступает из глюконеолиза.
Реагент глюкозо-1-фосфат образуется в результате глюконеолиза. [7] Этот реагент также может образовывать D-глюкозо-6-фосфат, [8] который необходим для гликолиза. Поэтому можно сделать вывод, что при образовании глюкозо-1-фосфата возможно образование глюкозо-1,6-бисфосфата (с глюкозо-1,6-бисфосфатсинтазой) и глюкозо-6-фосфата. Глюкозо-1,6-бисфосфат увеличивает активность гликолиза, реагентом которого является глюкозо-6-фосфат.
Кроме того, один из реагентов ( 1,3-бисфосфоглицерат ) и один из продуктов ( 3-фосфоглицерат ) являются промежуточными продуктами в фазе «выплаты» гликолиза. Другими словами, две молекулы, участвующие в глюкозо-1,6-бисфосфатсинтазе, способны как создаваться, так и перерабатываться в гликолитическом пути.
Реагент глюкозо-1-фосфат является важной молекулой-предшественником во многих различных путях, включая гликолиз, глюконеогенез и пентозофосфатный путь.
Регуляция фермента
Глюкозо-1,6-бисфосфатсинтаза аллостерически ингибируется неорганическим фосфатом, фруктозо-1,6-бисфосфатом , 3-фосфоглицератом (продуктом), цитратом , литием , фосфоенолпируватом (PEP) и ацетил-КоА . [1] [9]
Ингибирование фермента фруктозо-1,6-бисфосфатом, скорее всего, является торможением по принципу обратной связи из-за продукта фермента (глюкозо-1,6-бисфосфата) активации PFK-1 (фермента, который производит фруктозо-1,6-бисфосфат). Когда производится слишком много фруктозо-1,6-бисфосфата, он подавляет производство большего количества активатора PFK-1.
Фермент также ингибируется PEP, который является реагентом пируваткиназы. Продукт глюкозо-1,6-бисфосфатсинтазы (глюкозо-1,6-бисфосфат) активирует пируваткиназу.
Глюкозо-1,6-бисфосфатсинтаза, по-видимому, активируется в присутствии одного из ее субстратов: 1,3-бисфосфоглицерата (глицерат-1,3-бисфосфата). [6]
Структура фермента
На сегодняшний день не было задокументировано определение структуры глюкозо-1,6-бисфосфатсинтазы. Тем не менее, исследования показали, что ее структура, по-видимому, заметно похожа на структуру родственного фермента, называемого фосфоглюкомутазой . Оба фермента содержат серин- связанные фосфаты в своих активных центрах, оба имеют одинаковый молекулярный вес , и обоим требуется кофактор иона металла . Возможно, самое важное, что оба фермента производят глюкозо-1,6-бисфосфат либо как продукт, либо как промежуточное вещество. [9]
Соответствующие ссылки
KEGG: метаболизм крахмала и сахарозы с глюкозо-1,6-бисфосфатсинтазой (EC# 2.7.1.106)
http://www.genome.jp/dbget-bin/show_pathway?map00500+2.7.1.106
Ссылка на базу данных ферментов BRENDA для глюкозо-1,6-бисфосфатсинтазы (EC# 2.7.1.106)
http://www.brenda.uni-koeln.de/php/result_flat.php4?ecno=2.7.1.106 Архивировано 16 июля 2011 г. на Wayback Machine
Структура фосфоглюкомутазы в банке данных белков
http://www.rcsb.org/pdb/explore.do?structureId=1LXT
Ссылки
- ^ abc Rose IA, Warms JV, Kaklij G (май 1975). «Специфический фермент для синтеза глюкозо-1,6-бисфосфата». J. Biol. Chem . 250 (9): 3466–70 . PMID 235548.
- ^ ab Piatti E, Accorsi A, Piacentini MP, Fazi A (февраль 1992 г.). «Эритроциты, перегруженные глюкозо-1,6-бисфосфатом: стратегия исследования метаболической роли бисфосфата в эритроцитах». Arch. Biochem. Biophys . 293 (1): 117– 21. doi :10.1016/0003-9861(92)90373-5. PMID 1309980.
- ^ Bassols AM, Carreras J, Cussó R (декабрь 1986 г.). «Изменения содержания глюкозо-1,6-бисфосфата в скелетных мышцах крыс во время сокращения». Biochem. J . 240 (3): 747– 51. doi :10.1042/bj2400747. PMC 1147482 . PMID 3827864.
- ^ ab Yip V, Pusateri ME, Carter J, Rose IA, Lowry OH (февраль 1988 г.). «Распределение системы глюкозо-1,6-бисфосфата в мозге и сетчатке». J. Neurochem . 50 (2): 594– 602. doi :10.1111/j.1471-4159.1988.tb02952.x. PMID 2826701.
- ^ Kammen HO, Koo R (сентябрь 1969). «Фосфопентомутазы. I. Идентификация двух видов активности в тканях кролика». J. Biol. Chem . 244 (18): 4888– 93. PMID 5824563.
- ^ ab Lee AD, Katz A (март 1989). «Транзиторное увеличение глюкозы 1,6-бисфосфата в скелетных мышцах человека во время изометрического сокращения». Biochem. J . 258 (3): 915– 8. doi :10.1042/bj2580915. PMC 1138452 . PMID 2730576.
- ^ Cowgill RW (декабрь 1959). «Фосфорилаза мышц омара: очистка и свойства». J. Biol. Chem . 234 : 3146–53 . PMID 13812491.
- ^ Джоши Дж. Г., Хэндлер П. (сентябрь 1964 г.). «ФОСФОГЛУКОМУТАЗА. I. ОЧИСТКА И СВОЙСТВА ФОСФОГЛУКОМУТАЗЫ ИЗ ESCHERICHIA COLI». J. Biol. Chem . 239 : 2741–51 . PMID 14216423.
- ^ ab Rose IA, Warms JV, Wong LJ (июнь 1977). «Ингибиторы глюкозо-1,6-бисфосфатсинтазы». J. Biol. Chem . 252 (12): 4262– 8. PMID 558982.
