В энзимологии , 4-аминобутират трансаминаз ( ЕС 2.6.1.19 ), также называемый ГАМК - трансаминазы или 4-аминобутират аминотрансферазы или ГАМК-Т , представляет собой фермент , который катализирует в химической реакции :
4-аминобутират трансаминаза | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||||
ЕС нет. | 2.6.1.19 | |||||||
№ CAS | 9037-67-6 | |||||||
Базы данных | ||||||||
IntEnz | Просмотр IntEnz | |||||||
BRENDA | BRENDA запись | |||||||
ExPASy | Просмотр NiceZyme | |||||||
КЕГГ | Запись в KEGG | |||||||
MetaCyc | метаболический путь | |||||||
ПРИАМ | профиль | |||||||
Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | |||||||
Генная онтология | Amigo / QuickGO | |||||||
|
4-аминобутират трансаминаза | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||
Символ | ЛЕТУЧАЯ МЫШЬ | |||||
Ген NCBI | 18 | |||||
HGNC | 23 | |||||
OMIM | 137150 | |||||
RefSeq | NM_020686 | |||||
UniProt | P80404 | |||||
Прочие данные | ||||||
Locus | Chr. 16 п. 13.2 | |||||
|
- 4-аминобутаноат + 2-оксоглутарат сукцинат полуальдегид + L-глутамат
Таким образом, двумя субстратами этого фермента являются 4-аминобутаноат ( ГАМК ) и 2-оксоглутарат . Эти два продукта представляют собой сукцинат-полуальдегид и L-глутамат .
Этот фермент принадлежит к семейству трансфераз , в частности трансаминаз , переносящих азотистые группы. Систематическое название данного фермента класс 4-аминобутаноат: 2-оксоглутарат аминотрансфераза . Этот фермент участвует в 5 метаболических путей: аланин и аспартат метаболизм , глютамат метаболизм , бета-аланин метаболизм , пропаноат метаболизм и бутановой метаболизм . В нем используется один кофактор - пиридоксальфосфат .
Этот фермент содержится в прокариотах , растениях , грибах и животных (включая человека ). [1] Свиньи часто использовали при изучении того, как этот белок может работать у людей. [2]
Номер комиссии по ферментам
ГАМК-Т - номер Комиссии по ферментам 2.6.1.19. Это означает , что в трансфераз класса ферментов, в азотно - трансферазы подкласса и трансаминаз суб-подкласса. [3] Как азотистая трансфераза, ее роль заключается в переносе азотистых групп от одной молекулы к другой. Как трансаминаза, роль ГАМК-Т заключается в перемещении функциональных групп из аминокислоты и α-кетокислоты и наоборот. В случае ГАМК-Т он берет азотную группу из ГАМК и использует ее для создания L-глутамата.
Путь реакции
У животных, грибов и бактерий ГАМК-Т помогает облегчить реакцию, которая перемещает аминогруппу из ГАМК в 2-оксоглутарат, а кетонную группу из 2-оксоглутарата в ГАМК. [4] [5] [6] Это производит сукцинат полуальдегид и L-глутамат. [4] В растениях пируват и глиоксилат можно использовать вместо 2-оксоглутарата. [7] катализируется ферментом 4-аминобутират - пируваттрансаминазой :
- (1) 4-аминобутаноат (ГАМК) + пируват ⇌ сукцинатный полуальдегид + L- аланин
- (2) 4-аминобутаноат (ГАМК) + глиоксилат ⇌ сукцинат полуальдегид + глицин
Клеточная и метаболическая роль
Основная роль ГАМК-Т - расщеплять ГАМК как часть ГАМК-шунта. [2] На следующем этапе шунта полуальдегид, продуцируемый ГАМК-Т, будет окислен до янтарной кислоты под действием сукцинат-полуальдегиддегидрогеназы , что приведет к образованию сукцината. Этот сукцинат затем войдет в митохондрии и станет частью цикла лимонной кислоты . [8] Критический кислотный цикл может затем производить 2-оксоглутарат, который может использоваться для производства глутамата, который, в свою очередь, может превращаться в ГАМК, продолжая цикл. [8]
ГАМК - очень важный нейротрансмиттер мозга животных, и низкая концентрация ГАМК в мозге млекопитающих связана с несколькими неврологическими расстройствами, включая болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона . [9] [10] Поскольку ГАМК-Т расщепляет ГАМК, ингибирование этого фермента было целью многих медицинских исследований. [9] Цель этих исследований - найти способ подавить активность ГАМК-Т, который снизил бы скорость превращения ГАМК и 2-оксоглутарата в полуальдегид и L-глутамат, тем самым повышая концентрацию ГАМК в головном мозге. У людей также есть генетическое заболевание, которое может привести к дефициту ГАМК-Т. В крайних случаях это может привести к нарушению развития или смерти. [11]
У растений ГАМК может вырабатываться как реакция на стресс. [5] Растения также используют ГАМК для внутренней передачи сигналов и для взаимодействия с другими организмами рядом с растением. [5] Во всех этих внутрирастительных путях ГАМК-Т будет играть роль деградирующей ГАМК. Также было продемонстрировано, что сукцинат, продуцируемый в шунте ГАМК, составляет значительную часть сукцината, необходимого митохондриям. [12]
У грибов расщепление ГАМК в шунте ГАМК является ключевым в обеспечении поддержания высокого уровня активности в критическом кислотном цикле. [13] Существуют также экспериментальные доказательства того, что расщепление ГАМК под действием ГАМК-Т играет роль в управлении окислительным стрессом у грибов. [13]
Структурные исследования
Было решено несколько структур для этого класса ферментов, даны коды доступа PDB и опубликованы в рецензируемых журналах. С помощью ферментов свиньи решено не менее 4 таких структур: 1OHV , 1OHW , 1OHY , 1SF2 , и не менее 4 таких структур решены в Escherichia coli : 1SFF , 1SZK , 1SZS , 1SZU . На самом деле есть некоторые различия в структуре ферментов этих организмов. Ферменты GABA-T E. coli лишены железо-серного кластера, который присутствует в модели свиней. [14]
Активные сайты
Аминокислотные остатки, обнаруженные в активном центре 4-аминобутираттрансаминазы, включают Lys-329, которые обнаруживаются на каждой из двух субъединиц фермента. [15] Этот сайт также будет связываться с коферментом пиридоксаль-5'-фосфат . [15]
Ингибиторы
- Аминооксиуксусная кислота
- Габакулин
- Фенелзин
- Фенилэтилиденгидразин (PEH)
- Розмариновая кислота [16]
- Вальпроевая кислота
- Вигабатрин
Рекомендации
- ^ «4-аминобутират аминотрансфераза - идентичные группы белков - NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 29 сентября 2020 .
- ^ а б Iftikhar H, Batool S, Deep A, Narasimhan B, Sharma PC, Malhotra M (февраль 2017 г.). «Анализ in silico ингибирующей активности производных ГАМК в отношении 4-аминобутират трансаминазы» . Арабский химический журнал . 10 : S1267–75. DOI : 10.1016 / j.arabjc.2013.03.007 .
- ^ "BRENDA - Информация по EC 2.6.1.19 - 4-аминобутират-2-оксоглутарат трансаминаза" . www.brenda-enzymes.org . Проверено 24 сентября 2020 .
- ^ а б Tunnicliff G (1986). «4-Аминобутират трансаминаза». В Boulton AA, Baker GB, Yu PH (ред.). Нейротрансмиттерные ферменты . 5 . С. 389–420. DOI : 10.1385 / 0-89603-079-2: 389 . ISBN 0-89603-079-2.
- ^ а б в Шелп Б.Дж., Баун А.В., Зарей А. (2017). «4-Аминобутират (ГАМК): метаболит и сигнал, имеющий практическое значение» . Ботаника . 95 (11): 1015–32. DOI : 10,1139 / CJB-2017-0135 . ЛВП : 1807/79639 .
- ^ Цао Дж., Барбоса Дж. М., Сингх Н., Локи Р. Д. (июль 2013 г.). «ГАМК-трансаминазы из Saccharomyces cerevisiae и Arabidopsis thaliana дополняют функцию в цитозоле и митохондриях». Дрожжи . 30 (7): 279–89. DOI : 10.1002 / yea.2962 . PMID 23740823 . S2CID 1303165 .
- ^ Fait A, Fromm H, Walter D, Galili G, Fernie AR (январь 2008 г.). «Дорога или дорога: метаболическая роль шунта ГАМК в растениях». Тенденции в растениеводстве . 13 (1): 14–9. DOI : 10.1016 / j.tplants.2007.10.005 . PMID 18155636 .
- ^ а б Bown AW, Shelp BJ (сентябрь 1997 г.). «Метаболизм и функции гамма-аминомасляной кислоты» . Физиология растений . 115 (1): 1–5. DOI : 10,1104 / pp.115.1.1 . PMC 158453 . PMID 12223787 .
- ^ а б Риччи Л., Фросини М., Гаггелли Н., Валенсин Дж., Мачетти Ф., Сгарагли Дж., Валоти М. (май 2006 г.). «Ингибирование 4-аминобутират трансаминазы мозга кролика некоторыми аналогами таурина: кинетический анализ». Биохимическая фармакология . 71 (10): 1510–9. DOI : 10.1016 / j.bcp.2006.02.007 . PMID 16540097 .
- ^ Шериф FM, Ахмед СС (апрель 1995 г.). «Основные аспекты ГАМК-трансаминазы при нервно-психических расстройствах». Клиническая биохимия . 28 (2): 145–54. DOI : 10.1016 / 0009-9120 (94) 00074-6 . PMID 7628073 .
- ^ «ДЕФИЦИТ ГАМК-ТРАНСАМИНАЗЫ» . www.omim.org . Проверено 18 октября 2020 .
- ^ Fait A, Fromm H, Walter D, Galili G, Fernie AR (январь 2008 г.). «Дорога или дорога: метаболическая роль шунта ГАМК в растениях» . Тенденции в растениеводстве . 13 (1): 14–9. DOI : 10.1016 / j.tplants.2007.10.005 . PMID 18155636 .
- ^ а б Беннигхаузен Дж., Гебхард Д., Крёгер С., Хаделер Б., Тумфорде Т., Либерей Р. и др. (Декабрь 2015 г.). «Нарушение шунта ГАМК влияет на дыхание митохондрий и вирулентность злакового патогена Fusarium graminearum» . Молекулярная микробиология . 98 (6): 1115–32. DOI : 10.1111 / mmi.13203 . PMID 26305050 . S2CID 45755014 .
- ^ Лю В., Петерсон П.Е., Картер Р.Дж., Чжоу Х, Лангстон Дж.А., Фишер А.Дж., Тони, доктор медицины (август 2004 г.). «Кристаллические структуры несвязанной и аминооксиацетат-связанной гамма-аминобутират аминотрансферазы Escherichia coli» . Биохимия . 43 (34): 10896–905. DOI : 10.1021 / bi049218e . PMID 15323550 .
- ^ а б Сторичи П., Де Биасе Д., Босса Ф., Бруно С., Моцарелли А., Пенефф С. и др. (Январь 2004 г.). «Структуры гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) аминотрансферазы, пиридоксаль-5'-фосфат и [2Fe-2S] кластер-содержащий фермент в комплексе с гамма-этинил-ГАМК и противоэпилептическим препаратом вигабатрином» . Журнал биологической химии . 279 (1): 363–73. DOI : 10.1074 / jbc.M305884200 . PMID 14534310 . S2CID 42918710 .
- ^ Авад Р., Мухаммад А., Дерст Т., Трюдо В.Л., Арнасон Дж. Т. (август 2009 г.). «Фракционирование мелиссы (Melissa officinalis L.) под контролем биоанализа с использованием in vitro измерения активности трансаминазы ГАМК». Фитотерапевтические исследования . 23 (8): 1075–81. DOI : 10.1002 / ptr.2712 . PMID 19165747 . S2CID 23127112 .
дальнейшее чтение
- Скотт Э.М., Якоби В.Б. (апрель 1959 г.). «Растворимая гамма-аминомасляно-глутаминовая трансаминаза из Pseudomonas fluorescens» . Журнал биологической химии . 234 (4): 932–6. PMID 13654294 .
- Аурих Х (октябрь 1961 г.). «[О трансаминазе бета-аланин-альфа-кетоглутарат из Neurospora crassa]» [О трансаминазе бета-аланин-альфа-кетоглутарат из Neurospora crassa]. Hoppe-Seyler's Zeitschrift für Physiologische Chemie (на немецком языке). 326 : 25–33. DOI : 10.1515 / bchm2.1961.326.1.25 . PMID 13863304 .
- Schousboe A, Wu JY, Roberts E (июль 1973 г.). «Очистка и характеристика 4-аминобутират - 2, кетоглутарат трансаминазы из мозга мышей». Биохимия . 12 (15): 2868–73. DOI : 10.1021 / bi00739a015 . PMID 4719123 .
- Парвиз М., Фогель К., Гибсон К.М., Перл П.Л. (ноябрь 2014 г.). «Нарушения метаболизма ГАМК: дефицит SSADH и ГАМК-трансаминаз» (PDF) . Журнал детской эпилепсии . 3 (4): 217–227. DOI : 10,3233 / PEP-14097 . PMC 4256671 . PMID 25485164 .
Внешние ссылки
- 4-Аминобутират + трансаминаза в Национальных медицинских предметных рубриках США (MeSH)
- Перл П.Л., Парвиз М., Ходжман Р., Гибсон К.М., Реймшизель Т. (2015). «Дефицит ГАМК-трансаминаз» . MedLink Neurology .