Метилкротонил-КоА-карбоксилаза (МСС) ( 3-метилкротонил-КоА-карбоксилаза , метилкротоноил-КоА-карбоксилаза ) - это требующий биотина фермент, расположенный в митохондриях . MCC использует бикарбонат в качестве источника карбоксильной группы для катализирования карбоксилирования углерода, соседнего с карбонильной группой, на четвертом этапе обработки лейцина , незаменимой аминокислоты. [1]
Метилкротоноил-кофермент А карбоксилаза 1 (альфа) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||
Символ | MCCC1 | |||||
Ген NCBI | 56922 | |||||
HGNC | 6936 | |||||
OMIM | 609010 | |||||
RefSeq | NM_020166 | |||||
UniProt | Q96RQ3 | |||||
Прочие данные | ||||||
Номер ЕС | 6.4.1.4 | |||||
Locus | Chr. 3 q27.1 | |||||
|
Метилкротоноил-кофермент А карбоксилаза 2 (бета) | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||
Символ | MCCC2 | |||||
Ген NCBI | 64087 | |||||
HGNC | 6937 | |||||
OMIM | 609014 | |||||
RefSeq | NM_022132 | |||||
UniProt | Q9HCC0 | |||||
Прочие данные | ||||||
Номер ЕС | 6.4.1.4 | |||||
Locus | Chr. 5 q12-q13 | |||||
|
Состав
Ген
MCC человека представляет собой биотин- зависимый митохондриальный фермент, образованный двумя субъединицами MCCCα и MCCCβ, кодируемыми MCCC1 и MCCC2 соответственно. [2] Ген MCCC1 имеет 21 экзон и расположен на хромосоме 3 по адресу q27. [3] Ген MCCC2 имеет 19 экзонов и расположен на хромосоме 5 в точках q12-q13. [4]
Протеин
Фермент содержит субъединицы α и β. MCCCα человека состоит из 725 аминокислот, содержащих ковалентно связанный биотин, необходимый для АТФ- зависимого карбоксилирования ; MCCCβ содержит 563 аминокислоты, обладающие карбоксилтрансферазной активностью, которая предположительно необходима для связывания с 3-метилкротонил-КоА . [5] МСС Голоэнзим , как полагают, является heterododecamer (6α6β) с близкой структурной аналогии с пропионил-СоА - карбоксилазы (PCC), другой биотин зависимой митохондриальной карбоксилазы . [6]
Функция
Во время разложения аминокислот с разветвленной цепью MCC выполняет одну стадию расщепления лейцина с образованием ацетил-КоА и ацетоацетата. [7] МКЦ катализирует карбоксилирование 3-метилкротонил-КоА до 3-метилглутаконил-КоА , что является критическим этапом катаболизма лейцина и изовалериановой кислоты у видов, включая млекопитающих, растения и бактерии. [8] 3-Метилглутаконил-КоА затем гидратируют с получением 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА . 3-Гидрокси-3-метилглутарил-КоА расщепляется на две молекулы, ацетоацетат и ацетил-КоА .
Точечные мутации и делеции в генах, кодирующих MCC, могут привести к дефициту MCC , врожденной ошибке метаболизма, которая обычно проявляется рвотой, метаболическим ацидозом , очень низкой концентрацией глюкозы в плазме и очень низким уровнем карнитина в плазме. [9]
Метаболизм лейцина у человека |
Механизм
Бикарбонат активируется добавлением АТФ , увеличивая реакционную способность бикарбоната. После активации бикарбоната биотиновая часть МКЦ выполняет нуклеофильную атаку на активированный бикарбонат с образованием связанного с ферментом карбоксибиотина. Карбоксибиотиновая часть МКЦ может затем подвергаться нуклеофильной атаке, передавая карбоксильную группу субстрату, 3-метилкротонил-КоА, с образованием 3-метилглутаконил-КоА. [7]
Регулирование
MCC не регулируется небольшими молекулами, диетическими или гормональными факторами. [9]
Клиническое значение
У людей дефицит МКР - редкое аутосомно-рецессивное генетическое заболевание, клинические проявления которого варьируются от доброкачественного до глубокого метаболического ацидоза и смерти в младенчестве . Было показано, что дефектные мутации в субъединице α или β вызывают синдром дефицита MCC . [5] Типичный диагностический тест - повышенное выведение с мочой 3-гидроксиизовалериановой кислоты и 3-метилкротонилглицина . Пациенты с дефицитом МКК обычно имеют нормальный рост и развитие до первого острого эпизода, такого как судороги или кома , которые обычно возникают в возрасте от 6 месяцев до 3 лет. [13]
Взаимодействия
Было показано, что MCC взаимодействует с TRI6 в Fusarium graminearum . [14]
Рекомендации
- ^ Bruice PY (2001). Органическая химия: учебное пособие и пособие по растворам (2-е изд.). Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Prentice Hall. С. 1010–11 . ISBN 978-0-13-017859-6.
- ^ Morscher RJ, Grünert SC, Bürer C, Burda P, Suormala T., Fowler B, Baumgartner MR (апрель 2012 г.). «Единственная мутация в MCCC1 или MCCC2 как потенциальная причина положительного скрининга дефицита 3-метилкротонил-КоА-карбоксилазы». Молекулярная генетика и метаболизм . 105 (4): 602–6. DOI : 10.1016 / j.ymgme.2011.12.018 . PMID 22264772 .
- ^ «Энтрез Ген: метилкротоноил-КоА карбоксилаза 1 MCCC1» .
- ^ «Энтрез Ген: метилкротоноил-КоА карбоксилаза 2 MCCC2» .
- ^ а б Holzinger A, Röschinger W., Lagler F, Mayerhofer PU, Lichtner P, Kattenfeld T., Thuy LP, Nyhan WL, Koch HG, Muntau AC, Roscher AA (июнь 2001 г.). «Клонирование генов MCCA и MCCB человека и мутации в них раскрывают молекулярную причину 3-метилкротонил-КоА: дефицит карбоксилазы» . Молекулярная генетика человека . 10 (12): 1299–306. DOI : 10.1093 / HMG / 10.12.1299 . PMID 11406611 .
- ^ Хуанг К.С., Садре-Баззаз К., Шен Й, Дэн Б., Чжоу Ч., Тонг Л. (август 2010 г.). «Кристаллическая структура альфа (6) бета (6) холофермента пропионил-кофермента карбоксилазы» . Природа . 466 (7309): 1001–5. DOI : 10,1038 / природа09302 . PMC 2925307 . PMID 20725044 .
- ^ а б Берг Дж. М., Тимочко Дж. Л., Страйер Л. (2002). «Глава 16.3.2: Превращение пирувата в фосфоенолпируват начинается с образования оксалоацетата» . Биохимия (5-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: WH Freeman. С. 652 –3. ISBN 0-7167-3051-0.
- ^ Chu CH, Cheng D (июнь 2007 г.). «Экспрессия, очистка, характеристика человеческой 3-метилкротонил-КоА-карбоксилазы (MCCC)». Экспрессия и очистка белков . 53 (2): 421–7. DOI : 10.1016 / j.pep.2007.01.012 . PMID 17360195 .
- ^ а б Стипанук MH (2000). Биохимические и физиологические аспекты питания человека . Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс. С. 535–6. ISBN 978-0-7216-4452-3.
- ^ а б Wilson JM, Fitschen PJ, Campbell B, Wilson GJ, Zanchi N, Taylor L, Wilborn C, Kalman DS, Stout JR, Hoffman JR, Ziegenfuss TN, Lopez HL, Kreider RB, Smith-Ryan AE, Antonio J (февраль 2013 г.) . «Позиционный стенд Международного общества спортивного питания: бета-гидрокси-бета-метилбутират (HMB)» . Журнал Международного общества спортивного питания . 10 (1): 6. DOI : 10,1186 / 1550-2783-10-6 . PMC 3568064 . PMID 23374455 .
- ^ а б Кольмайер М (май 2015 г.). «Лейцин» . Метаболизм питательных веществ: структуры, функции и гены (2-е изд.). Академическая пресса. С. 385–388. ISBN 978-0-12-387784-0. Проверено 6 июня +2016 .
Энергетическое топливо: в конечном итоге большая часть лея расщепляется, обеспечивая около 6,0 ккал / г. Около 60% проглоченного лей окисляется в течение нескольких часов ... Кетогенез: значительная часть (40% проглоченной дозы) превращается в ацетил-КоА и тем самым способствует синтезу кетонов, стероидов, жирных кислот и других соединения
Рисунок 8.57: Метаболизм L- лейцина - ^ Baykal T, Gokcay GH, Ince Z, Dantas MF, Fowler B, Baumgartner MR, Demir F, Can G, Demirkol M (2005). «Кровно-родственная недостаточность 3-метилкротонил-КоА-карбоксилазы: некротическая энцефалопатия с ранним началом и летальным исходом». Журнал наследственных метаболических заболеваний . 28 (2): 229–33. DOI : 10.1007 / s10545-005-4559-8 . PMID 15877210 . S2CID 23446678 .
- ^ Субраманиам Р., Нараянан С., Валковяк С., Ван Л., Джоши М., Рошело Х., Уэллет Т., Харрис Л.Дж. (ноябрь 2015 г.). «Метаболизм лейцина регулирует экспрессию TRI6 и влияет на выработку дезоксиниваленола и вирулентность в Fusarium graminearum» . Молекулярная микробиология . 98 (4): 760–9. DOI : 10.1111 / mmi.13155 . PMID 26248604 . S2CID 29839939 .
Внешние ссылки
- Метилкротоноил-КоА + карбоксилаза в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)