Пролин рацемаза

Этот фермент принадлежит к семейству рацемаз пролина, действующих на свободные аминокислоты . Систематическое название данного фермента класса пролина рацемаза . Этот фермент участвует в метаболизме аргинина и пролина . Эти ферменты катализируют взаимное превращение L- и D-пролина в бактериях. ^[1]

Распространение видов [ править ]

Эта первая эукариотическая пролин-рацемаза была идентифицирована у Trypanosoma cruzi и полностью охарактеризована как Q9NCP4 . Фермент паразита, Tc PRAC, является независимой от кофакторов пролинрацемазой и проявляет митогенные свойства B-клеток при высвобождении T. cruzi при инфекции, что способствует бегству паразитов. ^[2]^[3]

Новые рацемазы пролина, имеющие медицинское и ветеринарное значение, были описаны соответственно у Clostridium difficile ( Q17ZY4 ) ^[4] и Trypanosoma vivax ( B8LFE4 ). ^[5] Эти исследования показали , что пептид , мотив используется в качестве минимальной шаблон подписи для идентификации предполагаемых пролина racemases (мотив III , *) недостаточно жесткими по себе дискриминировать пролина racemases из 4-гидроксипролина epimerases(HyPRE). Кроме того, были идентифицированы дополнительные недиссоциированные элементы, которые объясняют дискриминацию этих ферментов, например, на основании ограничений полярности, налагаемых конкретными остатками каталитических карманов. На основе этих элементов, ферменты неправильно описано как пролин racemases были биохимически оказались гидроксипролины epimerases (т.е. HyPREs от синегнойной палочки (Q9I476), Burkholderia pseudomallei ( Q63NG7 ), Brucella выкидыша ( Q57B94 ), Brucella SUIS ( Q8FYS0 ) и Brucella MELITENSIS ( Q8YJ29 ). ^[4]

Структурные исследования [ править ]

Биохимический механизм пролинрацемазы был впервые предложен в конце шестидесятых Кардинале и Абелесом ^[6] с использованием фермента Clostridium sticklandii , Cs PRAC. Каталитический механизм пролинрацемазы был поздно пересмотрен Бушьяццо, Гойтиа и сотрудниками, которые в 2006 году решили структуру паразита Tc PRAC, сокристаллизованного с его известным конкурентным ингибитором - пирролкарбоновой кислотой (PYC). ^[7] Эти исследования показали, что каждый активный фермент содержит два каталитических кармана. Затем калориметрия изотермического титрования показала, что две молекулы PYC связываются с TcPRAC в решении, и что эта связь зависит от времени и, скорее всего, основана на механизме отрицательной кооперативности. Дополнительные биохимические данные согласуются с наличием двух активных каталитических сайтов на гомодимер , каждый из которых относится к одной субъединице фермента, что ставит под сомнение ранее предложенный механизм одного каталитического сайта на гомодимер, предложенный ранее. ^[8]

Механизм [ править ]

Активный центр пролинрацемазы содержит два основных основания, каждое из которых представляет собой Cys, расположенных по обе стороны от альфа-углерода субстрата. Для правильной работы один Cys должен быть протонирован (тиол, RSH), а другой должен быть депротонирован (тиолат, RS–).

Запрещение [ править ]

Пролин рацемаза ингибируется пиррол-2-карбоновой кислотой, аналогом переходного состояния, который является плоским, как переходное состояние.

Ссылки [ править ]

^ Fisher LM, Альбери WJ Ноулз JR (май 1986). «Энергетика пролинрацемазы: рацемизация немеченого пролина в ненасыщенном, насыщенном и перенасыщенном режимах». Биохимия . 25 (9): 2529–37. DOI : 10.1021 / bi00357a037 . PMID 3755058 .
^ Рейн-Сан-Мартин В, Degrave Вт, Rougeot С, Коссоном А, Шамон N, Кордейр-Da-Silva А, Арали-Шавеш М, Кутинья А, Minoprio Р (август 2000 г.). «Митоген В-клеток из патогенной трипаносомы представляет собой эукариотическую пролинрацемазу». Природная медицина . 6 (8): 890–7. DOI : 10.1038 / 78651 . PMID 10932226 . S2CID 9163196 .
^ Шамон N, Goytia МЫ, Coatnoan N, Барале JC, Коссон А, Degrave WM, Minoprio Р (октябрь 2005 г.). « Пролиновые рацемазы Trypanosoma cruzi участвуют в дифференцировке и инфекционности паразитов» . Молекулярная микробиология . 58 (1): 46–60. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2005.04808.x . PMID 16164548 . S2CID 28436244 .
^ a b Goytia M, Chamond N, Cosson A, Coatnoan N, Hermant D, Berneman A, Minoprio P (2007). «Молекулярная и структурная дискриминация пролинрацемазы и гидроксипролин-2-эпимеразы от внутрибольничных и бактериальных патогенов» . PLOS ONE . 2 (9): e885. Bibcode : 2007PLoSO ... 2..885G . DOI : 10.1371 / journal.pone.0000885 . PMC 1964878 . PMID 17849014 .
^ Chamond N, Cosson A, Coatnoan N, Minoprio P (июнь 2009). «Пролин-рацемазы являются консервативными митогенами: характеристика пролин-рацемазы Trypanosoma vivax ». Молекулярная и биохимическая паразитология . 165 (2): 170–9. DOI : 10.1016 / j.molbiopara.2009.02.002 . PMID 19428664 .
↑ Cardinale GJ, Abeles RH (ноябрь 1968 г.). «Очистка и механизм действия пролин-рацемазы». Биохимия . 7 (11): 3970–8. DOI : 10.1021 / bi00851a026 . PMID 5722267 .
^ PDB : 1W61 и PDB : 1W62 ; Бускьяццо А., Гойтия М., Шеффер Ф., Дегрейв В., Шепард В., Грегуар С., Шамон Н., Коссон А., Бернман А., Коатноан Н., Альзари П. М., Миноприо П. (февраль 2006 г.). «Кристаллическая структура, каталитический механизм и митогенные свойства пролин-рацемазы Trypanosoma cruzi » . Труды Национальной академии наук . 103 (6): 1705–10. Bibcode : 2006PNAS..103.1705B . DOI : 10.1073 / pnas.0509010103 . PMC 1413642 . PMID 16446443 .
^ Альбери WJ Ноулз JR (май 1986). «Энергетика и механизм пролинрацемазы». Биохимия . 25 (9): 2572–7. DOI : 10.1021 / bi00357a043 . PMID 3718964 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Stadtman TC, Elliott P (октябрь 1957 г.). «Исследования ферментативного восстановления аминокислот. II. Очистка и свойства D-пролинредуктазы и пролин-рацемазы из Clostridium sticklandii ». Журнал биологической химии . 228 (2): 983–97. PMID 13475375 .
Стента М., Кальварези М., Альтоэ П., Спинелли Д., Гаравелли М., Боттони А. (январь 2008 г.). «Каталитическая активность пролин-рацемазы: квантово-механическое / молекулярно-механическое исследование». Журнал физической химии B . 112 (4): 1057–9. DOI : 10.1021 / jp7104105 . PMID 18044876 .
Chamond N, Goytia M, Coatnoan N, Barale JC, Cosson A, Degrave WM, Minoprio P (октябрь 2005 г.). « Пролиновые рацемазы Trypanosoma cruzi участвуют в дифференцировке и инфекционности паразитов» . Молекулярная микробиология . 58 (1): 46–60. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2005.04808.x . PMID 16164548 . S2CID 28436244 .
Chamond N, Cosson A, Blom-Potar MC, Jouvion G, D'Archivio S, Medina M, Droin-Bergère S, Huerre M, Goyard S, Minoprio P (2010). « Инфекции Trypanosoma vivax : продвижение мышиных моделей для изучения Nagana. I. Паразитологические, гематологические и патологические параметры» . PLOS «Забытые тропические болезни» . 4 (8): e792. DOI : 10.1371 / journal.pntd.0000792 . PMC 2919405 . PMID 20706595 .
Блом-Потар М.С., Шамон Н., Коссон А., Джувион Дж., Дроан-Бержер С., Уэрр М., Миноприо П. (2010). « Инфекции Trypanosoma vivax : продвижение мышиных моделей для изучения Наганы. II. Иммунобиологические дисфункции» . PLOS «Забытые тропические болезни» . 4 (8): e793. DOI : 10.1371 / journal.pntd.0000793 . PMC 2919407 . PMID 20711524 .
Конти П., Тамборини Л., Пинто А., Блондель А., Миноприо П., Моцарелли А., Де Микели С. (сентябрь 2011 г.). «Открытие лекарств, нацеленных на аминокислотные рацемозы» (PDF) . Химические обзоры . 111 (11): 6919–46. DOI : 10.1021 / cr2000702 . PMID 21913633 .

[pmid3755058-1] Fisher LM, Альбери WJ Ноулз JR (май 1986). «Энергетика пролинрацемазы: рацемизация немеченого пролина в ненасыщенном, насыщенном и перенасыщенном режимах». Биохимия . 25 (9): 2529–37. DOI : 10.1021 / bi00357a037 . PMID 3755058 .

[pmid10932226-2] Рейн-Сан-Мартин В, Degrave Вт, Rougeot С, Коссоном А, Шамон N, Кордейр-Da-Silva А, Арали-Шавеш М, Кутинья А, Minoprio Р (август 2000 г.). «Митоген В-клеток из патогенной трипаносомы представляет собой эукариотическую пролинрацемазу». Природная медицина . 6 (8): 890–7. DOI : 10.1038 / 78651 . PMID 10932226 . S2CID 9163196 .

[pmid16164548-3] Шамон N, Goytia МЫ, Coatnoan N, Барале JC, Коссон А, Degrave WM, Minoprio Р (октябрь 2005 г.). « Пролиновые рацемазы Trypanosoma cruzi участвуют в дифференцировке и инфекционности паразитов» . Молекулярная микробиология . 58 (1): 46–60. DOI : 10.1111 / j.1365-2958.2005.04808.x . PMID 16164548 . S2CID 28436244 .

[pmid17849014-4] Goytia M, Chamond N, Cosson A, Coatnoan N, Hermant D, Berneman A, Minoprio P (2007). «Молекулярная и структурная дискриминация пролинрацемазы и гидроксипролин-2-эпимеразы от внутрибольничных и бактериальных патогенов» . PLOS ONE . 2 (9): e885. Bibcode : 2007PLoSO ... 2..885G . DOI : 10.1371 / journal.pone.0000885 . PMC 1964878 . PMID 17849014 .

[pmid19428664-5] Chamond N, Cosson A, Coatnoan N, Minoprio P (июнь 2009). «Пролин-рацемазы являются консервативными митогенами: характеристика пролин-рацемазы Trypanosoma vivax ». Молекулярная и биохимическая паразитология . 165 (2): 170–9. DOI : 10.1016 / j.molbiopara.2009.02.002 . PMID 19428664 .

[pmid5722267-6] Cardinale GJ, Abeles RH (ноябрь 1968 г.). «Очистка и механизм действия пролин-рацемазы». Биохимия . 7 (11): 3970–8. DOI : 10.1021 / bi00851a026 . PMID 5722267 .

[pmid16446443-7] PDB : 1W61 и PDB : 1W62 ; Бускьяццо А., Гойтия М., Шеффер Ф., Дегрейв В., Шепард В., Грегуар С., Шамон Н., Коссон А., Бернман А., Коатноан Н., Альзари П. М., Миноприо П. (февраль 2006 г.). «Кристаллическая структура, каталитический механизм и митогенные свойства пролин-рацемазы Trypanosoma cruzi » . Труды Национальной академии наук . 103 (6): 1705–10. Bibcode : 2006PNAS..103.1705B . DOI : 10.1073 / pnas.0509010103 . PMC 1413642 . PMID 16446443 .

[pmid3718964-8] Альбери WJ Ноулз JR (май 1986). «Энергетика и механизм пролинрацемазы». Биохимия . 25 (9): 2572–7. DOI : 10.1021 / bi00357a043 . PMID 3718964 .

[1]

vтеИзомеразы : эпимеразы и рацемазы ( EC 5.1)
5.1.1 : Аминокислоты	Аминокислотная рацемаза : фенилаланинрацемаза (АТФ-гидролиз) Серин рацемаза
5.1.2 : Гидроксикислоты	Манделатный рацемаз
5.1.3 : Углеводы	UDP-глюкозо-4-эпимераза N-ацетилнейраминатэпимераза
5.1.99 : Другое	Метилмалонил-КоА эпимераза

vтеФерменты
Мероприятия	Активный сайт Связывающий сайт Каталитическая триада Оксианионная дыра Ферментная неразборчивость Каталитически совершенный фермент Коэнзим Кофактор Ферментный катализ
Регулирование	Аллостерическая регуляция Сотрудничество Ингибитор ферментов Активатор ферментов
Классификация	Номер ЕС Ферментное суперсемейство Семейство ферментов Список ферментов
Кинетика	Кинетика ферментов Диаграмма Иди – Хофсти Заговор Ханеса – Вульфа Заговор Лайнуивера – Берка Кинетика Михаэлиса – Ментен
Типы	EC1 Оксидоредуктазы ( список ) EC2 Трансферазы ( список ) EC3 Гидролазы ( список ) EC4 Lyases ( список ) EC5 Изомеразы ( список ) Лигазы EC6 ( список ) EC7 Translocases ( список )