4BY3 , 4C6B , 4C6C , 4C6D , 4C6E , 4C6F , 4C6I , 4C6J , 4C6K , 4C6L , 4C6M , 4C6N , 4C6O , 4C6P , 4C6Q , 5G1P , 5G1O , 5G1N
Белок CAD (карбамоилфосфатсинтетаза 2, аспартатранскарбамилаза и дигидрооротаза) представляет собой трехфункциональный многодоменный фермент , участвующий в первых трех стадиях биосинтеза пиримидинов . Синтез de novo начинается с цитозольной карбамоилфосфатсинтетазы II , которая использует глутамин , углекислый газ и АТФ . Этот фермент ингибируется трифосфатом уридина ( ингибирование по принципу обратной связи ).
Белок CAD имеет молекулярную массу 243 кДа. Это полипептид, состоящий из четырех различных доменов, составляющих мультиферментную единицу: глутаминазы (GLN), карбамоилфосфатсинтетазы (CPS II), дигидрооротазы (DHO) и аспартатранскарбамоилазы (ATC). Белок собирается в гексамеры ~ 1,5 МДа. Более конкретно, домен DHO собирается в димеры, а домены ATC — в тримеры. Затем гексамеры образуются путем димеризации двух тримеров АТС с помощью DHO, и это соединение не влияет на кинетические свойства. Кроме того, считается, что три димера GLN-CPS II граничат с комплексом DHO-ATC. На это указывает тот факт, что ЦПС II не является устойчивым, если не входит в состав комплекса. [7]DHO и ATC считаются основной частью формирования белка. Активный центр покрыт карбоксилированным лизином, служащим мостиком для двух ионов цинка (заряд +2). Другой ион цинка помогает стабилизировать ион гистидината. Цинк и лизин участвуют в активности фермента. [8]
Этот белок запускает и контролирует создание пиримидинов у животных, действуя как фермент. Известно, что CAD выполняет несколько реакций. Например, GLN и CPS II создают карбамоилфосфат из бикарбоната, глутамина и двух молекул АТФ. Затем ATC берет вновь полученный карбамоилфосфат и образует карбамоиласпартат, реагируя с аспартатом. Затем DHO берет карбамоиласпартат и превращает его в дигидрооротат. Эта молекула является предшественником пиримидинового кольца, и этот процесс показывает функцию белка CAD в синтезе пиримидина посредством активности карбамоилфосфатсинтазы и дигидрооротазы. [7]
Для работы САПР требуются определенные сопутствующие факторы . Цинк (+2) необходим для активности дигидрооротазы, поэтому три молекулы Zn+2 связываются с каждой субъединицей. Магний и марганец также необходимы, и каждый элемент связан с четырьмя на субъединицу. [8] Константа Михаэлиса-Ментен , Km, показывает сродство двух молекул друг к другу. Km CAD для дигидрооротата составляет 28 мкМ, а для N-карбамоил-L-аспартата - 241 мкМ. [9]
Белок CAD регулируется различными молекулами, чтобы увеличить или остановить ферментативную активность. Уридин-5'-трифосфат (UTP) является конечным продуктом, который аллостерически ингибирует стадию CPS II посредством отрицательной обратной связи . Кроме того, UMP действует как аллостерический ингибитор реакции CPS II. С другой стороны, этот этап активируется 5-фосфорибозил-α-пирофосфатом (PRPP), который также является реагентом для синтеза пуринов и пиримидинов. Активность CAD стимулируется зависимым от киназы S6 фосфорилированием CAD в сайте S1859 ниже по ходу передачи сигналов mTORC1 . [10] [11] CAD также регулируется mLST8, компонентом mTORC1/2. [12]