Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза - это фермент, который катализирует несколько реакций метаболизма витамина B 6 . Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза катализирует последнюю, лимитирующую стадию метаболизма витамина B 6 , биосинтез пиридоксаль-5'-фосфата, биологически активной формы витамина B 6, который действует как важный кофактор. [1] Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза является членом класса ферментов оксидаз , или, более конкретно, оксидоредуктаз . Эти ферменты катализируют одновременную окислительно-восстановительную реакцию. Ферменты субстрата оксидазы гидроксилируются одним атомом кислорода молекулярного кислорода.[2] Одновременно другой атом кислорода восстанавливается до воды . Несмотря на то, что молекулярный кислород является акцептором электронов в реакциях этих ферментов, они уникальны, потому что кислород не появляется в окисленном продукте.
Пиридоксаль-5'-фосфатсинтаза | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||||
ЕС нет. | 1.4.3.5 | |||||||
№ CAS | 9029-21-4 | |||||||
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 | |||||||
|
Состав
Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза представляет собой гомодимер или молекулу, состоящую из двух идентичных полипептидных субъединиц. Предполагается, что два мономера удерживаются вместе дисульфидными связями . Между двумя мономерами также существуют солевые мостиковые взаимодействия. Каждая субъединица прочно связывает одну молекулу пиридоксаль-5'-фосфата на каждой субъединице. Как альфа-спирали, так и бета-листы присутствуют в мотиве белка, который лучше всего можно описать как структуру с расщепленными стволами. Эта структура частично обусловлена дисульфидными связями, присутствующими во вторичной структуре белка этого фермента. Множественные тиоловые группы (–SH) указывают на наличие дисульфидных связей в структуре молекулы. Этот фермент требует наличия кофактора FMN ( флавинмононуклеотид ). [3] Кофакторы - это ионы или коферменты, необходимые для активности ферментов. FMN расположен в глубокой щели (образованной двумя полипептидными субъединицами) и удерживается на месте обширными взаимодействиями водородных связей с белком. В этом конкретном случае FMN помогает ферменту связывать субстраты. В отсутствие пиридоксаль-5'-фосфата (PLP) активный центр фермента находится в «открытой» конформации. Когда субстрат связывается и превращается в PLP, активный центр фермента находится в частично «закрытой» конформации. Конкретные аминокислотные остатки могут образовывать водородные связи с PLP, таким образом образуя крышку, которая физически покрывает активный сайт, давая начало «закрытой» конформации. [4]
Путь
Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза - это фермент, который катализирует стадию метаболизма B 6 с ограниченной скоростью . Витамин B 6 , который также известен как пиридоксин , является важным питательным веществом для человеческого организма, поскольку он отвечает за большее количество функций организма, чем любой другой витамин. Витамин B 6 - это кофермент, участвующий в метаболизме углеводов, жиров и белков. Это означает, что ферменты, которые разрушают эти объекты для использования в организме, не могут функционировать, если витамин B 6 не присутствует, чтобы вызвать конформационные изменения в ферменте, таким образом активируя его. Витамин B 6 также играет роль в синтезе гормонов , красных кровяных телец, нейротрансмиттеров и ферментов. Человек с дефицитом витамина B 6 может страдать от бессонницы, а также страдать от поражения центральной нервной системы. [1]
Реакции
Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза катализирует несколько реакций; двумя наиболее важными являются дезаминирование пиридоксамин-5'-фосфата и дезаминирование пиридоксин-5-фосфата, оба из которых являются ключевыми промежуточными продуктами в метаболизме B 6 . [5] Число ЕС пиридоксин-5'-фосфатоксидазы составляет 1.4.3.5. [3]
- пиридоксинфосфат + O 2 ⇌ H 2 O 2 + пиридоксальфосфат
Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза также играет роль в метаболизме азота, превращая амины в альдегиды и NH 3 по реакции:
- амин + H 2 O + O 2 ⇌ альдегид + NH 3 + H 2 O 2
Кинетика
У людей фермент пиридоксин-5'-фосфатоксидаза демонстрирует низкую каталитическую константу скорости 0,2 с -1 , с низкими значениями K m как для пиридоксин-5'-фосфата, так и для пиридоксамин-5'-фосфата. Фермент также имеет низкую скорость оборота, что означает, что он относительно медленно превращает субстрат в продукт. Пиридоксаль-5'-фосфат - эффективный ингибитор продукта. Поскольку пиридоксаль-5'-фосфат, активная форма витамина B 6 , является продуктом метаболического пути, если он существует в избытке, то этот путь не обязательно должен продолжаться для продолжения производства продукта. Однако, если он существует в низких концентрациях, то это сигнал для пути к большему синтезу. Это пример подавления обратной связи . [6]
Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза у разных организмов
Пиридоксин-5'-фосфатоксидаза в течение долгого времени была высоко консервативной, поскольку есть много общего между ферментом, обнаруженным у человека, и Escherichia coli . Хотя сохраняется только 39% аминокислотной последовательности от варианта фермента E.coli до человеческого варианта, последовательности для сайта связывания FMN и активных сайтов субстрата относятся к очень высококонсервативной части. Одно из ключевых отличий заключается в том, что пиридоксин-5'-фосфатоксидаза человека имеет более высокую специфичность к пиридоксамин-5'-фосфатному субстрату, тогда как пиридоксин-5'-фосфатоксидаза в E. coli имеет более высокую специфичность к пиридоксаль-5'-фосфатному субстрату. . [6]
Рекомендации
- ^ a b «Витамин B 6 » . Проверено 3 июня 2007 .
- ^ Нельсон Д.Л., Кокс М.М. (2005). Принципы биохимии Ленингера, четвертое издание . Нью-Йорк: WH Freeman and Company. ISBN 0-7167-4339-6.
- ^ a b Онлайн-менделевское наследование у человека (OMIM): пиридоксамин-5-прайм-фосфатоксидаза; ПНПО - 603287
- ^ PDB : 1jnw ; ди Сальво М.Л., Ко Т.П., Мусаев Ф.Н., Рабони С., Ширх В., Сафо М.К. (январь 2002 г.). «Структура активного центра и стереоспецифичность пиридоксин-5'-фосфатоксидазы Escherichia coli». Журнал молекулярной биологии . 315 (3): 385–97. DOI : 10.1006 / jmbi.2001.5254 . PMID 11786019 .
- ^ «Метаболизм витамина В6» . Справочный путь . KEGG: Киотская энциклопедия генов и геномов.
- ^ а б Мусаев Ф.Н., Ди Сальво М.Л., Ко ТП, Ширч В., Сафо М.К. (июль 2003 г.). «Структура и свойства рекомбинантной пиридоксин-5'-фосфатоксидазы человека» . Белковая наука . 12 (7): 1455–63. DOI : 10.1110 / ps.0356203 . PMC 2323923 . PMID 12824491 .
Внешние ссылки
- СМИ, связанные с пиридоксин-5'-фосфатоксидазой, на Викискладе?