Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Цитрат структурно похож на субстрат 3-фосфоглицерат. Молекула цитрата показана зеленым цветом. Предполагаемый каталитически важный остаток гистидина, участвующий в образовании фосфогистидинового комплекса, находится непосредственно слева от связанной молекулы цитрата.
Семейство фосфоглицератмутаз
Идентификаторы
СимволPGAM
PfamPF00300
ИнтерПроIPR013078
PROSITEPDOC00158
SCOP23 пгм / ОБЪЕМ / СУПФАМ
Доступные белковые структуры:
Pfam  структуры / ECOD  
PDBRCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsumкраткое изложение структуры
PDB1e59 A: 5-191 1e58 A: 5-191 1yjx D: 5-193

1yfk A: 5-193 1ljd A: 5-193 1fzt A: 9-170 4pgm B: 3-189 3pgm B: 3-189 1qhf A: 3-189 1bq3 B: 3-189 1bq4 B: 3-189 1rii A : 6-190 1t8p A: 5-195 1h2e A: 2-151 1h2f A: 2-151 1ebb A: 2-151 2bif A: 251-398 3bif A: 251-398 1bif : 251-398 1k6m B: 253- 400 1c80 A: 253-400 1c7z A: 253-400 1fbt B: 253-400 1c81 А: 253-400

2axn A: 248-395 1ujc A: 2-115 1ujb A: 2-115
фосфоглицератмутаза 1 (мозг)
Идентификаторы
СимволPGAM1
Альт. символыPGAMA
Ген NCBI5223
HGNC8888
OMIM172250
RefSeqNM_002629
UniProtP18669
Прочие данные
Номер ЕС5.4.2.11
LocusChr. 10 q25,3
Ищи
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро
фосфоглицератмутаза 2 (мышца)
Идентификаторы
СимволPGAM2
Ген NCBI5224
HGNC8889
OMIM261670
RefSeqNM_000290
UniProtP15259
Прочие данные
Номер ЕС5.4.2.11
LocusChr. 7 п. 13 -п. 12
Ищи
СтруктурыШвейцарская модель
ДоменыИнтерПро
Этот фермент не следует путать с бисфосфоглицератмутазой, которая катализирует превращение 1,3-бисфосфоглицерата в 2,3-бисфосфоглицерат .

Фосфоглицератмутаза (PGM) - это любой фермент , катализирующий стадию 8 гликолиза . Они катализируют внутренний перенос фосфатной группы от C-3 к C-2, что приводит к превращению 3-фосфоглицерата (3PG) в 2-фосфоглицерат (2PG) через промежуточное соединение 2,3-бисфосфоглицерат. Эти ферменты подразделяются на два разных класса: кофактор- зависимые (dPGM) или кофакторнезависимые (iPGM). [1] Фермент dPGM ( EC 5.4.2.11 ) состоит примерно из 250 аминокислот и обнаружен у всех позвоночных, а также у некоторых беспозвоночных, грибов и бактерий. IPGM ( EC 5.4.2.12) класс обнаружен у всех растений и водорослей, а также у некоторых беспозвоночных, грибов и грамположительных бактерий. [2] Этот класс ферментов PGM имеет то же суперсемейство, что и щелочная фосфатаза . [3]

Механизм [ править ]

PGM - это фермент изомераза , эффективно переносящий фосфатную группу (PO 4 3- ) с углерода C-3 3-фосфоглицерата на углерод C-2, образуя 2-фосфоглицерат . Всего существует три реакции, которые dPGM может катализировать: мутазная реакция, приводящая к превращению 3PG в 2PG и наоборот, [4] [5] реакция фосфатазы с образованием фосфоглицерата из 2,3-бисфосфоглицерата, [6] [7] и реакция синтазы с образованием 2,3-бисфосфоглицерата из 1,3-бисфосфоглицерата, подобного ферменту бисфосфоглицератмутазе [ необходима ссылка ]. Кинетические и структурные исследования предоставили доказательства того, что dPGM и бисфосфоглицератмутаза являются паралогичными структурами. [6] Оба фермента входят в суперсемейство, которое также содержит фосфатазную часть фосфофруктокиназы 2 и фосфатазу кислоты простаты . [8]

Катализируемая мутазная реакция включает две отдельные фосфорильные группы, и конечный фосфат на 2-м атоме углерода не является тем же фосфатом, удаленным с 3-атома углерода.
В кофакторе-зависимый исходном состоянии фермента , то активный сайт содержит фосфогистидин комплекс , образованный путем фосфорилирования специфического гистидина остатка. [9] Когда 3-фосфоглицерат попадает в активный центр , фосфогистидиновый комплекс позиционируется так, чтобы облегчить перенос фосфата от фермента к субстрату C-2, создавая промежуточный 2,3-бисфосфоглицерат .
Дефосфорилирование из фермента гистидин вызывает локальное аллостерическое изменение в конфигурации фермента, которое теперь выравнивает 3-C фосфатную группу субстрата с гистидином активного центра фермента и способствует переносу фосфата, возвращая фермент в его исходное фосфорилированное состояние и высвобождая продукт 2-фосфоглицерат . 2,3-бисфосфоглицерат является кофактором dPGM. Напротив, класс iPGM не зависит от 2,3-бисфосфоглицерата и катализирует внутримолекулярный перенос фосфатной группы на монофосфоглицераты с использованием промежуточного соединения фосфосерина. [10]

Сводка реакции [ править ]

3PG + P-фермент → 2,3BPG + фермент → 2PG + P-фермент

 Промежуточный 3-фосфоглицерат 2-фосфоглицерат

ΔG ° ′ = + 1,1 ккал / моль

  • 3PG

  • 2,3BPG

  • 2PG

Изоферменты [ править ]

Фосфоглицератмутаза существует в основном в виде димера двух идентичных или близкородственных субъединиц размером около 32 кДа. Фермент обнаруживается в таких простых организмах, как дрожжи, через Homo sapiens, и его структура полностью сохраняется. (Дрожжевой PGM ≈ 74% консервативной формы по сравнению с формой млекопитающего).

У млекопитающих субъединицы фермента, по-видимому, представляют собой либо мышечную форму (m-тип), либо другую ткань (b-тип для мозга, где изначально был выделен b-изофермент). Таким образом, существующий в виде димера фермент имеет 3 изофермента, в зависимости от того, какая субъединица образует всю молекулу (mm, bb или mb). MM-тип встречается в основном в гладких мышцах почти исключительно. Изофермент mb находится в сердечных и скелетных мышцах, а bb-тип - в остальных тканях. [11] Хотя все три изофермента могут быть обнаружены в любой ткани, приведенное выше распределение основано на распространенности в каждом из них.

Интерактивная карта проезда [ править ]

Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы ссылки на соответствующие статьи. [§ 1]

  1. ^ Интерактивную карту путей можно отредактировать на WikiPathways: " GlycolysisGluconeogenesis_WP534 " .

Регламент [ править ]

Фосфоглицератмутаза имеет небольшую положительную свободную энергию Гиббса, и эта реакция легко протекает в обоих направлениях. Поскольку это обратимая реакция, она не является участком основных механизмов регуляции или схем регуляции гликолитического пути.

Анионные молекулы, такие как ванадат , [12] ацетат , хлорид-ион , фосфат , 2-фосфогликолят и N- [трис (гидроксиметил) метил-2-амино] этансульфонат, являются известными ингибиторами мутазной активности dPGM. Исследования показали, что dPGM чувствителен к изменениям ионной концентрации, где увеличение концентрации солей приводит к активации активности фосфатазы фермента при одновременном ингибировании его мутазной активности. Некоторые соли, такие как KCl, известны как конкурентные ингибиторы в отношении 2-фосфоглицератной и мутазной активности. [13] И фосфат, и 2-фосфогликолят являются конкурентными ингибиторами мутазной активности в отношении субстратов 2-фосфоглицерата и 2,3-бисфосфоглицерата. [14]

Клиническое значение [ править ]

У человека ген PGAM2, кодирующий этот фермент, расположен на коротком плече хромосомы 7.

Дефицит фосфоглицератмутазы вызывает болезнь накопления гликогена типа X , редкое аутосомно-рецессивное генетическое заболевание с симптомами от легкой до умеренной; не считается опасным для жизни, и с ним можно справиться, изменив образ жизни. [ необходима цитата ] Это представляет собой метаболическую миопатию и является одной из многих форм синдромов, ранее называвшихся мышечной дистрофией. [ необходима цитата ] Дефицит PGAM1 влияет на печень, а дефицит PGAM2 влияет на мышцы.

Начало обычно отмечается от детства до раннего взрослого, хотя некоторые, кто может быть слегка затронут этим расстройством, могут не знать, что у них оно есть. Пациенты с дефицитом PGAM обычно протекают бессимптомно, за исключением случаев, когда они предпринимают короткие, энергичные усилия, которые могут вызвать миалгии, судороги, некроз мышц и миоглобинурию. [15] Необычной патологической особенностью дефицита PGAM является связь с тубулярными агрегатами. Симптомы - непереносимость физических нагрузок или активности, судороги и мышечные боли. Постоянная слабость встречается редко. Заболевание не прогрессирует и имеет отличный прогноз. [ необходима цитата ]

Белки человека, содержащие этот домен [ править ]

BPGM ; PFKFB1 ; ПФКФБ2 ; PFKFB3 ; PFKFB4 ; PGAM1 ; PGAM2 ; PGAM4 ; PGAM5 ; STS1 ; УБАШ3А ;

Ссылки [ править ]

  1. ^ Йонсен, U; Schönheit, P (сентябрь 2007 г.). «Характеристика кофактор-зависимых и кофакторнезависимых фосфоглицерат мутаз из архей». Экстремофилы: жизнь в экстремальных условиях . 11 (5): 647–57. DOI : 10.1007 / s00792-007-0094-х . PMID 17576516 . S2CID 5836321 .  
  2. ^ Jedrzejas, MJ (2000). «Структура, функция и эволюция фосфоглицерат мутаз: сравнение с фруктозо-2,6-бисфосфатазой, кислой фосфатазой и щелочной фосфатазой» . Прогресс в биофизике и молекулярной биологии . 73 (2–4): 263–87. DOI : 10.1016 / s0079-6107 (00) 00007-9 . PMID 10958932 . 
  3. ^ Гальперин, М.Ю .; Байрох, А; Кунин, Е.В. (август 1998 г.). «Суперсемейство металлоферментов объединяет фосфопентомутазу и кофакторнезависимую фосфоглицератмутазу с щелочными фосфатазами и сульфатазами» . Белковая наука . 7 (8): 1829–35. DOI : 10.1002 / pro.5560070819 . PMC 2144072 . PMID 10082381 .  
  4. ^ Сасаки, Р. Уцуми, S; Сугимото, Э; Чиба, H (15 июля 1976 г.). «Субъединичная структура и многофункциональные свойства дрожжевой фосфоглицеромутазы» . Европейский журнал биохимии / FEBS . 66 (3): 523–33. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1976.tb10578.x . PMID 182494 . 
  5. ^ Роза, ZB; Дубе, S (25 августа 1976 г.). «Скорость фосфорилирования и дефосфорилирования фосфоглицерат мутазы и бисфосфоглицератсинтазы». Журнал биологической химии . 251 (16): 4817–22. PMID 8447 . 
  6. ^ a b Роза, ZB; Дубе, S (10 декабря 1978 г.). «Фосфоглицерат мутаза. Кинетика и влияние солей на активность мутазы и бисфосфоглицератфосфатазы фермента из мышц куриной грудки». Журнал биологической химии . 253 (23): 8583–92. PMID 213437 . 
  7. ^ Сасаки, Р. Hirose, M; Сугимото, Э; Чиба, H (10 марта 1971 г.). «Исследования роли активности 2,3-дифосфоглицератфосфатазы в фосфоглицератмутазной реакции дрожжей». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Энзимология . 227 (3): 595–607. DOI : 10.1016 / 0005-2744 (71) 90010-6 . PMID 4328052 . 
  8. ^ Ван, Y; Wei, Z; Лю, L; Cheng, Z; Линь, У; Ji, F; Гонг, Вт (17 июня 2005 г.). «Кристаллическая структура человеческой фосфоглицератмутазы B-типа, связанной с цитратом». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 331 (4): 1207–15. DOI : 10.1016 / j.bbrc.2005.03.243 . PMID 15883004 . 
  9. ^ Бриттон, HG; Кларк, Дж. Б. (март 1969 г.). «Механизм фосфоглицератмутазной реакции» . Биохимический журнал . 112 (1): 10П – 11П. DOI : 10.1042 / bj1120010pb . PMC 1187664 . PMID 5774486 .  
  10. ^ Jedrzejas, MJ; Чандер, М; Setlow, P; Кришнасами, Г. (28 июля 2000 г.). «Механизм катализа кофакторнезависимой фосфоглицератмутазы из Bacillus stearothermophilus. Кристаллическая структура комплекса с 2-фосфоглицератом» . Журнал биологической химии . 275 (30): 23146–53. DOI : 10,1074 / jbc.m002544200 . PMID 10764795 . 
  11. ^ Оменн, GS; Cheung, SC (май 1974 г.). «Маркер изофермента фосфоглицератмутазы для тканевой дифференциации у человека» . Американский журнал генетики человека . 26 (3): 393–9. PMC 1762627 . PMID 4827367 .  
  12. ^ Песня, L; Сюй, Z; Ю, X (август 2007 г.). «Молекулярное клонирование и характеристика гена фосфоглицерат мутазы из Clonorchis sinensis». Паразитологические исследования . 101 (3): 709–14. DOI : 10.1007 / s00436-007-0540-9 . PMID 17468884 . S2CID 104159 .  
  13. ^ Гризолия, S; Тексон, Дж. (11 января 1967 г.). «Ртуть-индуцированное обратимое увеличение 2,3-дифосфоглицератфосфатазы и сопутствующее снижение мутазной активности фосфоглицератмутаз животных». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Энзимология . 132 (1): 56–67. DOI : 10.1016 / 0005-2744 (67) 90191-X . PMID 4291574 . 
  14. ^ Гризолия, S; Клеланд, WW (март 1968 г.). «Влияние концентрации соли, субстрата и кофактора на кинетическое и механистическое поведение фосфоглицерат мутазы». Биохимия . 7 (3): 1115–21. DOI : 10.1021 / bi00843a032 . PMID 5690561 . 
  15. ^ Саламех Дж, Гоял Н, Choudry R, Camelo-Piragua S, Чонг PS (июль 2012). «Дефицит фосфоглицератмутазы с трубчатыми агрегатами у пациента из Панамы» (PDF) . Мышечный нерв . 47 (1): 138–40. DOI : 10.1002 / mus.23527 . ЛВП : 2027,42 / 95158 . PMID 23169535 . S2CID 34151935 .   

Внешние ссылки [ править ]

  • Фосфоглицерат + мутаза в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
  • PDBe-KB предоставляет обзор всей структурной информации, доступной в PDB для фосфоглицератмутазы 1 человека.