| Фруктозо-бисфосфатальдолаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Октамер фруктозо-бисфосфатальдолазы, человек | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 4.1.2.13 | ||||||||
| Количество CAS | 9024-52-6 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| БРЕНДА | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Генная онтология | Amigo / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| Фруктозо-бисфосфатальдолаза I класса | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 фруктозо-1,6-бисфосфатальдолаза из печени кролика | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | Гликолитический | ||||||||
| Pfam | PF00274 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR000741 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00143 | ||||||||
| SCOP2 | 1ald / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| CDD | cd00344 | ||||||||
| |||||||||
| Фруктозо-бисфосфатальдолаза II класса | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
фруктозо-1,6-бисфосфатальдолаза класса II в комплексе с фосфогликологидроксаматом | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | F_bP_aldolase | ||||||||
| Pfam | PF01116 | ||||||||
| Клан пфам | CL0036 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR000771 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00523 | ||||||||
| SCOP2 | 1dos / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| CDD | cd00453 | ||||||||
| |||||||||
Альдолаза ( ЕС 4.1.2.13 ), часто просто альдолазы , является фермент , катализирующий на обратимую реакцию , которая расщепляет альдольное , фруктозо-1,6-дифосфата , в триозах фосфатов дигидроксиацетонфосфата (DHAP) и глицеральдегид - 3-фосфат (G3P ). Альдолаза также может продуцировать DHAP из других (3S, 4R) - кетозо- 1-фосфатов, таких как фруктозо-1-фосфат и седогептулоза 1,7-бисфосфат . Глюконеогенез и цикл Кальвина , которыеанаболические пути , используйте обратную реакцию. Гликолиз , катаболический путь , использует прямую реакцию. По механизму альдолаза делится на два класса.
Слово альдолаза также относится, в более общем смысле, к ферменту, который выполняет альдольную реакцию (создавая альдол ) или ее обратную (расщепляя альдол), такому как альдолаза сиаловой кислоты , которая образует сиаловую кислоту . См. Список альдолаз .
Механизм и структура [ править ]
Белки класса I образуют промежуточное протонированное основание Шиффа, связывающее высококонсервативный активный центр лизина с карбонильным углеродом DHAP . Кроме того, остатки тирозина имеют решающее значение для этого механизма, действуя как стабилизирующие акцепторы водорода. Белки класса II используют другой механизм, который поляризует карбонильную группу двухвалентным катионом, таким как Zn 2+ . В кишечных палочках галацитолы оперон белки, gatY, и N-ацетил галактозамин оперона белок, Agay, которые являются тагатоз-бисфосфатом альдолазами , являются гомологи фруктозобисфосфат альдолазы II класса. Было показано, что два остатка гистидина в первой половине последовательности этих гомологов участвуют в связывании цинка. [1]
В белковых субъединиц обоих классов , каждый имеют / & beta ; домен & alpha ; сложенную в бочке TIM , содержащей активный сайт. Несколько субъединиц собраны в полный белок . Эти два класса имеют небольшую идентичность последовательностей .
За некоторыми исключениями только белки класса I были обнаружены у животных , растений и зеленых водорослей . [2] За некоторыми исключениями в грибах были обнаружены только белки класса II . Оба класса были широко обнаружены у других эукариот и бактерий . Эти два класса часто присутствуют вместе в одном организме. В дополнение к обычной цитозольной альдолазе растения и водоросли содержат пластидную альдолазу, иногда являющуюся пережитком эндосимбиоза . Бифункциональная фруктозо-бисфосфат альдолаза / фосфатаза с механизмом класса I была широко обнаружена у архей и некоторых бактерий. [3] Активный центр этой архейной альдолазы также находится в стволе TIM.
В глюконеогенезе и гликолизе [ править ]
Глюконеогенез и гликолиз разделяют серию из шести обратимых реакций. В процессе глюконеогенеза глицеральдегид-3-фосфат восстанавливается до фруктозо-1,6-бисфосфата с помощью альдолазы. При гликолизе 1,6-бисфосфат фруктозы превращается в глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетонфосфат с помощью альдолазы. Альдолаза, используемая в глюконеогенезе и гликолизе, представляет собой цитоплазматический белок.
Три формы класса I белка обнаружены в позвоночных . Альдолаза А преимущественно экспрессируется в мышцах и головном мозге; альдолаза B в печени, почках и энтероцитах ; и альдолаза C в мозге. Альдолазы A и C в основном участвуют в гликолизе , тогда как альдолаза B участвует как в гликолизе, так и в глюконеогенезе. [4] Некоторые дефекты альдолазы B вызывают наследственную непереносимость фруктозы . Метаболизм свободной фруктозы в печени основан на способности альдолазы B использовать фруктозо-1-фосфат в качестве субстрата . [5]Фруктозо-бисфосфатальдолаза / фосфатаза архей предположительно участвует в глюконеогенезе, потому что ее продуктом является фруктозо-6-фосфат. [6]
В цикле Кальвина [ править ]
Цикл Кальвина - это путь фиксации углерода ; это часть фотосинтеза, который превращает углекислый газ и другие соединения в глюкозу. Он и глюконеогенез разделяют серию из четырех обратимых реакций. В обоих путях 3-фосфоглицерат (3-PGA или 3-PG) восстанавливается до фруктозо-1,6-бисфосфата с альдолазой, катализирующей последнюю реакцию. Пятая реакция, катализируемая обоими путями с помощью фруктозо-1,6-бисфосфатазы , гидролизует 1-6-бисфосфат фруктозы до фруктозо-6-фосфата и неорганического фосфата. Сильное уменьшение свободной энергии делает эту реакцию необратимой. В цикле Кальвина альдолаза также катализирует образование 1,7-бисфосфата седогептулозы.из DHAP и эритрозо-4-фосфата . Основными продуктами цикла Кальвина являются триозофосфат (TP), который представляет собой смесь DHAP и G3P, и фруктозо-6-фосфат. Оба они также необходимы для регенерации RuBP . Альдолаза, используемая растениями и водорослями в цикле Кальвина, обычно представляет собой нацеленный на пластиды белок, кодируемый ядерным геном.
Реакции [ править ]
Альдолаза катализирует
- фруктозо-1,6-бисфосфат ⇌ DHAP + G3P
а также
- седогептулоза 1,7-бисфосфат ⇌ DHAP + эритрозо-4-фосфат
- фруктозо-1-фосфат ⇌ DHAP + глицеральдегид
Альдолаза используется в обратимом стволе глюконеогенеза / гликолиза.
- 2 ( PEP + NADH + H + + ATP + H 2 O) ⇌ 1,6-бисфосфат фруктозы + 2 (NAD + + ADP + P i )
Альдолаза также используется в части цикла Кальвина, общей с глюконеогенезом, с необратимым гидролизом фосфата в конце, катализируемым фруктозо-1,6-бисфосфатазой.
- 2 ( 3-PG + NADPH + H + + ATP + H 2 O) ⇌ 1,6-бисфосфат фруктозы + 2 (NADP + + ADP + P i )
- фруктозо-1,6-бисфосфат + H 2 O → фруктозо-6-фосфат + P i
В глюконеогенезе 3-PG продуцируется энолазой и фосфоглицератмутазой, действующими последовательно.
- ПЭП + Н 2 О ⇌ 2-ПГ ⇌ 3-ПГ
В цикле Кальвина 3-PG производится Rubisco
- RuBP + CO 2 + H 2 O → 2 (3-PG)
G3P продуцируется фосфоглицераткиназой, действующей последовательно с глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой (GAPDH) в глюконеогенезе и последовательно с глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой (NADP +) (фосфорилированием) в цикле Кальвина.
- 3-PG + ATP ⇌ 1,3-бисфосфоглицерат + ADP
- 1,3-бисфосфоглицерат + НАД (P) H + H + ⇌ G3P + P i + NAD (P) +
Триозофосфат-изомераза поддерживает DHAP и G3P в почти равновесии, образуя смесь, называемую триозофосфатом (TP).
- G3P ⇌ DHAP
Таким образом, и DHAP, и G3P доступны для альдолазы.
Свойства лунного света [ править ]
Альдолаза также участвует во многих «подрабатывающих» или некаталитических функциях, основываясь на ее сродстве связывания с множеством других белков, включая F-актин , α-тубулин , динеин легкой цепи , WASP , анионообменник Band 3 , фосфолипазу D ( PLD2 ). , глюкоза транспортер GLUT4 , инозитолтрифосфат , V-АТФаза и ARNO (а гуаниннуклеотид фактор обмена из ARF6). Считается, что эти ассоциации преимущественно участвуют в клеточной структуре, однако их участие в эндоцитозе, паразитарной инвазии, перестройке цитоскелета, подвижности клеток, переносе и рециклинге мембранных белков, трансдукции сигналов и компартментализации тканей было исследовано. [7] [8] [9]
Ссылки [ править ]
- ^ Zgiby SM, Thomson GJ, Камар S, Berry A (2000). «Изучение связывания субстрата и различения во фруктозо-1,6-бисфосфатных и тагатозо-1,6-бисфосфатных альдолазах» . Евро. J. Biochem . 267 (6): 1858–68. DOI : 10.1046 / j.1432-1327.2000.01191.x . PMID 10712619 .
- ^ Patron NJ, Rogers MB, Килинг PJ (2004). «Замена гена фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы подтверждает гипотезу о единственном фотосинтетическом предке хромальвеолатов» . Эукариотическая клетка . 3 (5): 1169–75. DOI : 10.1128 / EC.3.5.1169-1175.2004 . PMC 522617 . PMID 15470245 .
- ^ Siebers В, Бринкман Н, Dörr С, Тжаден В, Lilie Н, ван - дер - Оост J, Verhees СН (2001). «Фруктозо-1,6-бисфосфат альдолазы архей составляют новое семейство альдолаз класса I архей» . J. Biol. Chem . 276 (31): 28710–8. DOI : 10.1074 / jbc.M103447200 . PMID 11387336 .
- ^ Walther ЕС, Dichgans М, Maricich С.М., Romito RR, Yang F, Dziennis S, Zackson S, Hawkes R, Herrup K (1998). «Геномные последовательности альдолазы C (Zebrin II) направляют экспрессию lacZ исключительно в ненейрональных клетках трансгенных мышей» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 95 (5): 2615–20. DOI : 10.1073 / pnas.95.5.2615 . PMC 19434 . PMID 9482935 .
- Перейти ↑ Gopher A, Vaisman N, Mandel H, Lapidot A (1990). «Определение метаболических путей фруктозы у здоровых детей и детей с непереносимостью фруктозы: исследование C-13 ЯМР с использованием C-13 фруктозы» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 87 (14): 5449–53. DOI : 10.1073 / pnas.87.14.5449 . PMC 54342 . PMID 2371280 .
- ^ Estelmann S, Hügler М, Eisenreich Вт, Вернер К, Берг И.А., Рамос-Vera WH, Скажем РФ, Kockelkorn D, Gad'on N, G Фукса (2011). «Маркировка и ферментные исследования центрального метаболизма углерода у Metallosphaera sedula » . J. Bacteriol . 193 (5): 1191–200. DOI : 10.1128 / JB.01155-10 . PMC 3067578 . PMID 21169486 .
- ^ Рангараджан Е.С., Парк Н, Фортин Е, Sygusch Дж, Изард Т (2010). «Механизм контроля алолазы функции сортировки нексина 9 при эндоцитозе» . J. Biol. Chem . 285 (16): 11983–90. DOI : 10.1074 / jbc.M109.092049 . PMC 2852936 . PMID 20129922 .
- ^ Ahn АГ, Dziennis S, R Hawkes, Herrup К (1994). «Клонирование зебрина II показывает его идентичность с альдолазой C». Развитие . 120 (8): 2081–90. PMID 7925012 .
- Перейти ↑ Merkulova M, Hurtado-Lorenzo A, Hosokawa H, Zhuang Z, Brown D, Ausiello DA, Marshansky V (2011). «Альдолаза напрямую взаимодействует с ARNO и модулирует морфологию клеток и распределение кислотных пузырьков» . Am J Physiol Cell Physiol . 300 (6): C1442-55. DOI : 10,1152 / ajpcell.00076.2010 . PMC 3118619 . PMID 21307348 .
Дальнейшее чтение [ править ]
- Берри А., Маршалл К.Э. (февраль 1993 г.). «Идентификация цинк-связывающих лигандов в фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазе класса II Escherichia coli» . FEBS Lett . 318 (1): 11–6. DOI : 10.1016 / 0014-5793 (93) 81317-S . PMID 8436219 . S2CID 7682431 .
- Freemont PS, Dunbar B, Fothergill-Gilmore LA (февраль 1988 г.). «Полная аминокислотная последовательность фруктозобисфосфатальдолазы скелетных мышц человека» . Biochem. Дж . 249 (3): 779–88. DOI : 10.1042 / bj2490779 . PMC 1148774 . PMID 3355497 .
- Галкин А., Ли З., Ли Л., Кулакова Л., Пал Л. Р., Данауэй-Мариано Д., Герцберг О. (2009). «Структурное понимание связывания субстрата и стереоселективности лямблий фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы» . Биохимия . 48 (14): 3186–96. DOI : 10.1021 / bi9001166 . PMC 2666783 . PMID 19236002 .
- Марш Дж. Дж., Леберц Х. Г. (март 1992 г.). «Фруктозо-бисфосфатальдолазы: история эволюции». Trends Biochem. Sci . 17 (3): 110–3. DOI : 10.1016 / 0968-0004 (92) 90247-7 . PMID 1412694 .
- Perham RN (апрель 1990 г.). «Фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы: та же реакция, разные ферменты». Biochem. Soc. Пер . 18 (2): 185–7. DOI : 10,1042 / bst0180185 . PMID 2199259 .
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с фруктозо-бисфосфатальдолазой на Викискладе?
- Лаборатория Толана в Бостонском университете
| vте Путь метаболизма гликолиза |
|---|
Глюкоза Гексокиназа АТФ ADP Глюкозо-6-фосфат Глюкозо-6-фосфат- изомераза Фруктоза 6-фосфат Фосфофруктокиназа-1 АТФ ADP 1,6-бисфосфат фруктозы Бисфосфат-фруктозы альдолазы Дигидроксиацетонфосфат + + Глицеральдегид 3-фосфат Триозофосфат изомераза 2 × Глицеральдегид-3-фосфат 2 × Глицеральдегид-3- фосфатдегидрогеназа НАД + + P i НАДН + Н + НАД + + P i НАДН + Н + 2 × 1,3-бисфосфоглицерат 2 × Фосфоглицераткиназа ADP АТФ ADP АТФ 2 × 3-фосфоглицерат 2 × Фосфоглицерат мутаза 2 × 2-фосфоглицерат 2 × Phosphopyruvate гидратаз ( енолаз ) H 2 O H 2 O 2 × Фосфоенолпируват 2 × Пируваткиназа ADP АТФ 2 × Пируват 2 × |
