Мальтаза-глюкоамилаза кишечная – это фермент, который у человека кодируется геном MGAM . [ 5] [6]
Мальтаза-глюкоамилаза — это пищеварительный фермент альфа-глюкозидаза. Он состоит из двух субъединиц с различной субстратной специфичностью. Исследования рекомбинантных ферментов показали, что его N-концевой каталитический домен имеет самую высокую активность против мальтозы , в то время как C-концевой домен имеет более широкую субстратную специфичность и активность против олигомеров глюкозы. [7] В тонком кишечнике этот фермент работает в синергии с сахаразой-изомальтазой и альфа-амилазой для переваривания всего спектра пищевых крахмалов .
Ген
Ген MGAM, расположенный на хромосоме 7q34 [8] , кодирует белок мальтаза-глюкоамилаза. Альтернативное название мальтаза-глюкоамилаза — глюкан 1,4-альфа-гликозидаза. [9]
Распределение в тканях
Мальтаза-глюкоамилаза — это связанный с мембраной фермент, находящийся в стенках кишечника. Эта выстилка кишечника образует щеточную каемку , по которой пища должна пройти, чтобы кишечник ее усвоил. [10]
Ферментативный механизм
Этот фермент является частью семейства ферментов, называемых гликозидгидролазами семейства 31 (GH31). Это связано с пищеварительным механизмом фермента. Ферменты GH31 подвергаются так называемому механизму двойного замещения Кошланда [11], в котором происходит этап гликозилирования и дегликозилирования, что приводит к сохранению общей конфигурации аномерного центра . [12]
Структура
N-концевая мальтаза
N-концевая ферментативная единица мальтазы-глюкоамилазы в свою очередь состоит из 5 специфических белковых доменов. Первый из 5 белковых доменов состоит из домена трилистника P-типа [13], содержащего домен, богатый цистеином. Второй — это N-концевой домен бета-сэндвича , идентифицированный с помощью двух антипараллельных бета-складчатых листов . Третий и самый большой домен состоит из каталитического (бета/альфа) домена бочкообразного типа, содержащего две вставленные петли. Четвертый и пятый домены — это C-концевые домены, аналогичные N-концевому домену бета-сэндвича. N-концевая мальтаза-глюкоамилаза не имеет активных участков связывания сахара +2/+3 и поэтому не может связываться с более крупными субстратами. N-концевой домен демонстрирует свое оптимальное ферментативное сродство к субстратам мальтозе, мальтотриозе , мальтотетрозе и мальтопентозе.
С-концевая глюказа
С-концевая ферментативная единица глюказы содержит дополнительные сайты связывания, что позволяет ей связываться с более крупными субстратами для каталитического переваривания. [10] Первоначально предполагалось, что кристаллическая структура мальтазы-глюкоамилазы по своей сути схожа на N- и C-концах. Дальнейшие исследования показали, что C-конец состоит из 21 аминокислотного остатка больше, чем N-конец , что объясняет его различие в функциях. Сахараза-изомальтаза – расположенная на хромосоме 3q26 – имеет схожую кристаллическую структуру с мальтазой-глюкоамилазой и работает в тандеме в тонком кишечнике человека. Они произошли от общего предка, так как оба происходят из одного и того же семейства GH31. [8] В результате наличия схожих свойств оба этих фермента работают вместе в тонком кишечнике, чтобы преобразовать потребляемый крахмал в глюкозу для метаболической энергии. Разница между этими двумя ферментами заключается в том, что мальтаза-глюкоамилаза имеет специфическую активность в 1-4 связи сахара, тогда как SI имеет специфическую активность в 1-6 связи. [10]
^ Nichols BL, Eldering J, Avery S, Hahn D, Quaroni A, Sterchi E (январь 1998 г.). «Клонирование ДНК мальтазы-глюкоамилазы тонкого кишечника человека. Гомология с сахаразой-изомальтаза». Журнал биологической химии . 273 (5): 3076– 81. doi : 10.1074/jbc.273.5.3076 . PMID 9446624.
^ Quezada-Calvillo R, Sim L, Ao Z, Hamaker BR, Quaroni A, Brayer GD и др. (апрель 2008 г.). «Субстрат крахмала в люминальном слое «тормозит» активность мальтазы-глюкоамилазы, расположенный внутри субъединицы глюкоамилазы». Журнал питания . 138 (4): 685–92 . doi : 10.1093/jn/138.4.685 . PMID 18356321.
^ ab Nichols BL, Avery S, Sen P, Swallow DM, Hahn D, Sterchi E (февраль 2003 г.). «Ген мальтазы-глюкоамилазы: общее происхождение от сахаразы-изомальтазы с комплементарными видами деятельности по перевариванию крахмала». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (3): 1432– 7. Bibcode : 2003PNAS..100.1432N. doi : 10.1073/pnas.0237170100 . PMC 298790. PMID 12547908 .
^ Ao Z, Quezada-Calvillo R, Sim L, Nichols BL, Rose DR, Sterchi EE, Hamaker BR (май 2007 г.). «Доказательства деградации нативного крахмала с помощью человеческой тонкокишечной мальтазы-глюкоамилазы (рекомбинантной)». FEBS Letters . 581 (13): 2381– 8. doi : 10.1016/j.febslet.2007.04.035 . PMID 17485087.
^ abc Sim L, Quezada-Calvillo R, Sterchi EE, Nichols BL, Rose DR (январь 2008 г.). «Человеческая кишечная мальтаза-глюкоамилаза: кристаллическая структура N-концевой каталитической субъединицы и основа ингибирования и субстратной специфичности». Журнал молекулярной биологии . 375 (3): 782– 92. doi :10.1016/j.jmb.2007.10.069. PMID 18036614.
^ Frandsen TP, Svensson B (май 1998). «Растительные альфа-глюкозидазы семейства гликозидгидролаз 31. Молекулярные свойства, субстратная специфичность, механизм реакции и сравнение с членами семейства различного происхождения». Plant Molecular Biology . 37 (1): 1– 13. doi :10.1023/A:1005925819741. PMID 9620260. S2CID 42054886.
^ Отто Б., Райт Н. (сентябрь 1994 г.). «Пептиды трилистника. Поднимающийся клевер». Current Biology . 4 (9): 835– 8. Bibcode : 1994CBio....4..835O. doi : 10.1016/S0960-9822(00)00186-X. PMID 7820556. S2CID 11245174.
Дальнейшее чтение
Nichols BL, Avery S, Sen P, Swallow DM, Hahn D, Sterchi E (февраль 2003 г.). «Ген мальтазы-глюкоамилазы: общее происхождение от сахаразы-изомальтазы с комплементарными видами активности по перевариванию крахмала». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (3): 1432– 7. Bibcode : 2003PNAS..100.1432N. doi : 10.1073/pnas.0237170100 . PMC 298790. PMID 12547908 .
Takeshita F, Ishii KJ, Kobiyama K, Kojima Y, Coban C, Sasaki S и др. (август 2005 г.). «TRAF4 действует как глушитель в TLR-опосредованной сигнализации через связь с TRAF6 и TRIF». European Journal of Immunology . 35 (8): 2477– 85. doi :10.1002/eji.200526151. PMID 16052631. S2CID 560536.
Danielsen EM (октябрь 1987 г.). «Сульфатирование тирозина, посттрансляционная модификация микроворсинчатых ферментов в энтероцитах тонкого кишечника». The EMBO Journal . 6 (10): 2891– 6. doi :10.1002/j.1460-2075.1987.tb02592.x. PMC 553723. PMID 3121301 .
Korpela MP, Paetau A, Löfberg MI, Timonen MH, Lamminen AE, Kiuru-Enari SM (июль 2009 г.). «Новая мутация гена GAA у финского пациента с болезнью Помпе с поздним началом: клинический фенотип и последующее наблюдение с заместительной ферментной терапией». Muscle & Nerve . 40 (1): 143– 8. doi :10.1002/mus.21291. PMID 19472353. S2CID 20120101.
Sim L, Quezada-Calvillo R, Sterchi EE, Nichols BL, Rose DR (январь 2008 г.). «Человеческая кишечная мальтаза-глюкоамилаза: кристаллическая структура N-концевой каталитической субъединицы и основа ингибирования и субстратной специфичности». Журнал молекулярной биологии . 375 (3): 782– 92. doi :10.1016/j.jmb.2007.10.069. PMID 18036614.
Naim HY, Sterchi EE, Lentze MJ (декабрь 1988 г.). «Структура, биосинтез и гликозилирование мальтазы-глюкоамилазы тонкого кишечника человека». Журнал биологической химии . 263 (36): 19709– 17. doi : 10.1016/S0021-9258(19)77693-5 . PMID 3143729.
Ao Z, Quezada-Calvillo R, Sim L, Nichols BL, Rose DR, Sterchi EE, Hamaker BR (май 2007 г.). «Доказательства деградации нативного крахмала с помощью человеческой тонкокишечной мальтазы-глюкоамилазы (рекомбинантной)». FEBS Letters . 581 (13): 2381– 8. doi : 10.1016/j.febslet.2007.04.035 . PMID 17485087. S2CID 23891882.
Tuğrul S, Kutlu T, Pekin O, Bağlam E, Kiyak H, Oral O (октябрь 2008 г.). «Клинические, эндокринные и метаболические эффекты акарбозы, ингибитора альфа-глюкозидазы, у пациентов с избыточным и не избыточным весом с синдромом поликистозных яичников». Fertility and Sterility . 90 (4): 1144– 8. doi : 10.1016/j.fertnstert.2007.07.1326 . PMID 18377903.
Внешние ссылки
PDBe-KB предоставляет обзор всей структурной информации, доступной в PDB для человеческой мальтазы-глюкоамилазы, кишечной
