Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Альфа-глюкозидаза
2g3n.jpg
Гексамер альфа-глюкозидазы, Sulfolobus solfataricus
Идентификаторы
Номер ЕС3.2.1.20
Количество CAS9001-42-7
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
BRENDABRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
Структуры PDB RCSB PDB PDBe PDBsum
Поиск
ЧВКстатьи
PubMedстатьи
NCBIбелки
Сегмент структуры гликогена .
Мальтоза

Альфа-глюкозидаза ( EC 3.2.1.20 , мальтаза , глюкоинвертаза , глюкозидосахараза , мальтаза-глюкоамилаза , альфа-глюкопиранозидаза , глюкозидоинвертаза , альфа-D-глюкозидаза , альфа-глюкозидгидролаза , альфа-1,4-глюкозидаза , альфа-D-глюкозид глюкогидролаза ) представляет собой глюкозидазу, расположенную на щеточной кайме тонкой кишки, которая действует на связи α (1 → 4). [1] [2] [3] [4] [5] [6] В отличие отбета-глюкозидаза . Альфа-глюкозидаза расщепляет крахмал и дисахариды до глюкозы. Мальтаза , аналогичный фермент, расщепляющий мальтозу , почти функционально эквивалентен.

Другие глюкозидазы включают:

  • Целлюлаза
  • Бета-глюкозидаза
  • Фермент разветвления

Механизм [ править ]

Альфа-глюкозидаза гидролизует концевые невосстанавливающие (1 → 4) -связанные альфа-глюкозные остатки с высвобождением одной молекулы альфа-глюкозы. [7] Альфа-глюкозидаза - это углевод-гидролаза, которая выделяет альфа-глюкозу, а не бета-глюкозу. Остатки бета-глюкозы могут высвобождаться глюкоамилазой, функционально подобным ферментом. Селективность альфа-глюкозидазы к субстрату обусловлена ​​сродством активного центра фермента к субстратам. [8] Два предложенных механизма включают нуклеофильное замещение и промежуточный оксокарбениевый ион. [8]

Пример реакции, катализируемой альфа-глюкозидазой: мальтотриоза + вода → альфа-глюкоза
  • Rhodnius prolixus , кровососущее насекомое, образует гемозоин (Hz) при переваривании гемоглобина хозяина. Синтез гемозоина зависит от сайта связывания субстрата альфа-глюкозидазы. [9]
  • Выделены и охарактеризованы альфа-глюкозидазы печени форели. Было показано, что для одной из альфа-глюкозидаз печени форели максимальная активность фермента увеличивалась на 80% во время упражнений по сравнению с отдыхающей форелью. Было показано, что это изменение коррелирует с увеличением активности гликогенфосфорилазы печени. Предполагается, что альфа-глюкозидаза в глюкозидном пути играет важную роль в дополнении фосфоролитического пути метаболической реакции печени на энергетические потребности во время физических упражнений. [10]
  • Было показано, что альфа-глюкозидазы тонкого кишечника дрожжей и крыс ингибируются несколькими группами флавоноидов. [11]

Структура [ править ]

Альфа-глюкозидаза в комплексе с мальтозой и НАД +

Альфа-глюкозидазы можно разделить по первичной структуре на два семейства. [8] Ген, кодирующий лизосомальную альфа-глюкозидазу человека, имеет длину около 20 т.п.н., и его структура была клонирована и подтверждена. [12]

  • Лизосомальная альфа-глюкозидаза человека была изучена на предмет значимости Asp-518 и других остатков в непосредственной близости от активного сайта фермента. Было обнаружено, что замена Asp-513 на Glu-513 препятствует посттрансляционной модификации и внутриклеточному транспорту предшественника альфа-глюкозидазы. Кроме того, остатки Trp-516 и Asp-518 считаются критическими для каталитической функциональности фермента. [13]
  • Было показано, что кинетические изменения альфа-глюкозидазы вызываются денатурантами, такими как гуанидинхлорид (GdmCl) и растворы SDS. Эти денатуранты вызывают потерю активности и конформационные изменения. Потеря активности фермента происходит при гораздо более низких концентрациях денатуранта, чем требуется для конформационных изменений. Это приводит к выводу, что конформация активного центра фермента менее стабильна, чем конформация всего фермента в ответ на два денатуранта. [14]

Актуальность болезни [ править ]

  • Болезнь накопления гликогена типа II , также называемая болезнью Помпе : заболевание, при котором наблюдается дефицит альфа-глюкозидазы. В 2006 году препарат альглюкозидаза альфа стал первым выпущенным лекарством от болезни Помпе и действует как аналог альфа-глюкозидазы. [15] Дальнейшие исследования альфа-альглюкозидазы показали, что иминосахары ингибируют этот фермент. Было обнаружено, что одна молекула соединения связывается с одной молекулой фермента. Было показано, что 1-дезоксиноджиримицин (DNJ) связывает самый сильный из протестированных сахаров и почти полностью блокирует активный центр фермента. Исследования расширили знания о механизме связывания альфа-глюкозидазы с иминосахарами. [16]
  • Диабет : акарбоза , ингибитор альфа-глюкозидазы, конкурентно и обратимо ингибирует альфа-глюкозидазу в кишечнике. Это ингибирование снижает скорость всасывания глюкозы из-за замедленного переваривания углеводов и увеличения времени переваривания. Акарбоза может предотвратить развитие диабетических симптомов. [17] Следовательно, ингибиторы альфа-глюкозидазы (например, акарбоза) используются в качестве антидиабетических препаратов в сочетании с другими антидиабетическими препаратами. Лютеолин оказался сильным ингибитором альфа-глюкозидазы. Соединение может ингибировать фермент до 36% с концентрацией 0,5 мг / мл. [18] С 2016 года это вещество тестируется на крысах, мышах и клеточных культурах.. Аналоги флавоноидов обладают ингибирующей активностью. [19]
  • Азооспермия : в диагностике азооспермии может помочь измерение активности альфа-глюкозидазы в семенной плазме. Активность семенной плазмы соответствует функциональности придатка яичка. [20]
  • Противовирусные агенты: многие вирусы животных обладают внешней оболочкой, состоящей из вирусных гликопротеинов. Они часто необходимы для жизненного цикла вируса и используют клеточные механизмы для синтеза. Ингибиторы альфа-глюкозидазы показывают, что этот фермент участвует в пути образования N-гликанов вирусов, таких как ВИЧ и вирус гепатита В человека (HBV). Ингибирование альфа-глюкозидазы может предотвратить слияние ВИЧ и секрецию HBV. [21]

См. Также [ править ]

  • Альглюкозидаза альфа
  • Ингибитор альфа-глюкозидазы

Ссылки [ править ]

  1. ^ альфа-глюкозидазы в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  2. ^ Бруни, CB; Sica, V .; Auricchio, F .; Ковелли, И. (1970). «Дальнейшая кинетическая и структурная характеристика лизосомальной α-D-глюкозид глюкогидролазы из печени крупного рогатого скота». Биохим. Биофиз. Acta . 212 (3): 470–477. DOI : 10.1016 / 0005-2744 (70) 90253-6 . PMID  5466143 .
  3. ^ Фланаган, PR; Форстнер, Г.Г. (1978). «Очистка кишечной мальтазы / глюкоамилазы крыс и ее аномальная диссоциация при нагревании или при низком pH» . Биохим. Дж . 173 (2): 553–563. DOI : 10.1042 / bj1730553 . PMC 1185809 . PMID 29602 .  
  4. ^ Ларнер, Дж .; Lardy, H .; Мирбэк, К. (1960). «Другие глюкозидазы». В Boyer, PD (ред.). Ферменты . 4 (2-е изд.). Нью-Йорк: Academic Press. С. 369–378.
  5. ^ Сивиками, S .; Радхакришнан, АН (1973). «Очистка кишечной глюкоамилазы кролика с помощью аффинной хроматографии на сефадексе G-200». Индийский J. Biochem. Биофиз . 10 (4): 283–284. PMID 4792946 . 
  6. ^ Соренсен, SH; Norén, O .; Sjöström, H .; Даниэльсен, EM (1982). «Амфифильные микроворсинки кишечника свиней, мальтаза / глюкоамилаза. Структура и специфичность». Евро. J. Biochem . 126 (3): 559–568. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1982.tb06817.x . PMID 6814909 . 
  7. ^ «EC 3.2.1.20» . ExPASy . Проверено 1 марта 2012 года .
  8. ^ a b c Chiba S (август 1997 г.). «Молекулярный механизм в альфа-глюкозидазе и глюкоамилазе». Biosci. Biotechnol. Биохим . 61 (8): 1233–9. DOI : 10.1271 / bbb.61.1233 . PMID 9301101 . 
  9. ^ Муры FB, да Силва JR, Ferreira Л.С. и др. (2009). «Альфа-глюкозидаза способствует образованию гемозоина у кровососущих насекомых: история эволюции» . PLoS ONE . 4 (9): e6966. DOI : 10.1371 / journal.pone.0006966 . PMC 2734994 . PMID 19742319 .  
  10. ^ Mehrani H Стори KB (октябрь 1993). «Характеристика альфа-глюкозидаз из печени радужной форели». Arch. Биохим. Биофиз . 306 (1): 188–94. DOI : 10.1006 / abbi.1993.1499 . PMID 8215402 . 
  11. ^ Tadera K, Minami Y, K Такамацу, Мацуока T (апрель 2006). «Ингибирование альфа-глюкозидазы и альфа-амилазы флавоноидами» . J. Nutr. Sci. Витаминол . 52 (2): 149–53. DOI : 10,3177 / jnsv.52.149 . PMID 16802696 . 
  12. ^ Hoefsloot L; М. Хогевен-Вестервельд; AJ Reuser; Б. А. Остра (1 декабря 1990 г.). «Характеристика гена лизосомальной альфа-глюкозидазы человека» . Биохим. Дж . 272 (2): 493–497. DOI : 10.1042 / bj2720493 . PMC 1149727 . PMID 2268276 .  
  13. ^ Германс, Моник; Мариан Кроос; Джос Ван Бьюмен; Бен Остра; Арнольд Рейзер (25 июля 1991 г.). "Характеристика каталитического сайта лизосомальной α-глюкозидазой человека" . Журнал биологической химии . 21. 266 (21): 13507–13512 . Проверено 1 марта 2012 года .
  14. ↑ Wu XQ, Xu H, Yue H, Liu KQ, Wang XY (декабрь 2009 г.). «Кинетика ингибирования и агрегация альфа-глюкозидазы различными денатурантами». Белок Дж . 28 (9–10): 448–56. DOI : 10.1007 / s10930-009-9213-0 . PMID 19921411 . 
  15. ^ «FDA одобряет первое лечение болезни Помпе» . Выпуск новостей FDA . FDA . Проверено 1 марта 2012 года .
  16. ^ Yoshimizu, М .; Таджима, Y; Matsuzawa, F; Айкава, S; Ивамото, К. Кобаяши, Т; Эдмундс, Т; Fujishima, K; Tsuji, D; Ито, К; Икекита, М; Кавасима, I; Sugawara, K; Охьянаги, N; Сузуки, Т; Togawa, T; Оно, К; Сакураба, Х (май 2008 г.). «Параметры связывания и термодинамика взаимодействия иминосахаров с рекомбинантной кислотной альфа-глюкозидазой человека (альглюкозидаза альфа): понимание механизма образования комплекса». Clin Chim Acta : 68–73.
  17. Перейти ↑ Bischoff H (август 1995). «Механизм ингибирования альфа-глюкозидазы при лечении диабета». Clin Invest Med . 18 (4): 303–11. PMID 8549017 . 
  18. ^ Kim JS, Kwon CS, Son KH (ноябрь 2000). «Ингибирование альфа-глюкозидазы и амилазы лютеолином, флавоноидом». Biosci. Biotechnol. Биохим . 64 (11): 2458–61. DOI : 10.1271 / bbb.64.2458 . PMID 11193416 . 
  19. ^ Чжэнь и др. (Ноябрь 2017 г.). «Синтез новых флавоноидных алкалоидов в качестве ингибиторов α-глюкозидазы». Биоорганическая и медицинская химия . 25 (20): 5355–64. DOI : 10.1016 / j.bmc.2017.07.055 . PMID 28797772 . 
  20. ^ Махмуд AM, Геслевич Дж, Кинт Дж и др. (Март 1998 г.). «Семенная активность альфа-глюкозидазы плазмы и мужское бесплодие» . Гм. Репродукция . 13 (3): 591–5. DOI : 10.1093 / humrep / 13.3.591 . PMID 9572418 . 
  21. ^ Мехта, Ананд; Зицманн, Николь; Радд, Полина М; Блок, Тимоти М; Двек, Раймонд А. (23 июня 1998 г.). «Ингибиторы α-глюкозидазы как потенциальные противовирусные агенты широкого спектра действия». Письма FEBS . 430 (1-2): 17-22. DOI : 10.1016 / S0014-5793 (98) 00525-0 . PMID 9678587 .