Пируватсинтаза

В энзимологии , А пируват - синтазы ( ЕС 1.2.7.1 ) представляет собой фермент , который катализирует взаимопревращение пируват и ацетил-СоА. Его также называют пируват: ферредоксин оксидоредуктаза (PFOR).

Соответствующее равновесие, катализируемое PFOR:

пируват + КоА + окисленный ферредоксин ацетил-КоА + СО ₂ + восстановленный ферредоксин

{\ displaystyle \ rightleftharpoons}

Три субстрата этого фермента - это пируват , КоА и окисленный ферредоксин , а 3 его продукта - ацетил-КоА , СО ₂ и восстановленный ферредоксин.

Функция [ править ]

Этот фермент участвует в 4 - метаболических путях : пируваты обмен веществ , пропаноит метаболизм , бутановой метаболизм и восстановительный цикл карбоксилата ( CO
2 фиксация).

Его основная роль - извлечение восстанавливающих эквивалентов декарбоксилированием. У аэробных организмов это превращение катализируется пируватдегидрогеназой, также в которой используется тиаминпирофосфат (ТФФ), но в качестве акцептора электронов используется липоат. В отличие от комплекса аэробных ферментов, PFOR передает восстанавливающие эквиваленты флавинам или кластерам железо-сера. Этот процесс связывает гликолиз с путем Вуда-Люнгдаля .

Номенклатура [ править ]

Этот фермент принадлежит к семейству оксидоредуктаз , в частности тех, которые действуют на альдегидную или оксогруппу донора с белком железо-сера в качестве акцептора. ^[1] систематическое название данного фермента класса пирувато: ферредоксин 2-оксидоредуктазы (КоА-ацетилирования) . Другие широко используемые имена включают:

пируват оксидоредуктаза,
пируватсинтетаза,
пируват: ферредоксин оксидоредуктаза,
пировиноградно-ферредоксин оксидоредуктаза.

Структура [ править ]

PFOR имеет димерную структуру, в то время как каждая мономерная субъединица состоит из одной или нескольких цепей полипептидов. ^[1] Каждая мономерная субъединица PFOR состоит из шести доменов, связывающих одну молекулу TPP и три кластера [4Fe-4S]. ^[2]

Каталитический механизм [ править ]

Реакция PFOR начинается с нуклеофильной атаки C2 TPP на 2-оксоуглерод пирувата, который образует аддукт лактил-TPP. Затем аддукт лактил-ТФП высвобождает фрагмент CO2, образуя анионный промежуточный продукт, который затем переносит электрон на кластер [4Fe-4S]. Эти шаги приводят к стабильному радикальному промежуточному продукту, который можно наблюдать с помощью экспериментов по электронному парамагнитному резонансу (ЭПР). Промежуточный радикал реагирует с молекулой КоА, переносит другой электрон от промежуточного радикала на кластер [4Fe-4S] и образует продукт ацетил-КоА. ^[3]

Ингибиторы [ править ]

Нитазоксанид - это антипаразитарный препарат широкого спектра действия и одобренный FDA ингибитор PFOR, который используется для лечения лямблиоза и криптоспоридиоза . ^[4]^[5]
Тизоксанид , активный метаболит нитазоксанида
Амиксицил , водорастворимое производное нитазоксанида, является мощным ингибитором пирувата: ферредоксин оксидоредуктазы и проходит доклинические исследования для лечения инфекций, вызванных Helicobacter pylori и Clostridium difficile . ^[6]^[7]

Ссылки [ править ]

^ a b Гибсон М.И., Чен ПИТ, Дреннан С.Л. (2016). «Структурная филогения для понимания функции 2-оксокислоты оксидоредуктазы» . Текущее мнение в структурной биологии . 41 : 54–61. DOI : 10.1016 / j.sbi.2016.05.011 . PMC 5381805 . PMID 27315560 .
^ Чен PYT Аман H, M Can, Ragsdale SW, Дреннан CL (2018). «Сайт связывания кофермента А обнаружен в структуре пирувата: ферредоксин оксидоредуктаза из Moorella thermoacetica» . Proc Natl Acad Sci USA . 115 (15): 3846–3851. DOI : 10.1073 / pnas.1722329115 . PMC 5899475 . PMID 29581263 .
^ Ragsdale SW (2003). «Пируват ферредоксин оксидоредуктаза и его промежуточный радикал». Химические обзоры . 103 (6): 2333–2346. DOI : 10.1021 / cr020423e . PMID 12797832 .
^ Di Santo N, Ehrisman J (2013). «Перспективы исследования: потенциальная роль нитазоксанида в лечении рака яичников. Старый препарат, новая цель?» . Раки (Базель) . 5 (3): 1163–1176. DOI : 10,3390 / cancers5031163 . PMC 3795384 . PMID 24202339 . Нитазоксанид [NTZ: 2-ацетилокси-N- (5-нитро-2-тиазолил) бензамид] представляет собой тиазолидное противопаразитарное средство с превосходной активностью против широкого спектра простейших и гельминтов. ... Нитазоксанид (NTZ) - это основное соединение класса антипаразитарных соединений широкого спектра действия, называемых тиазолидами. Он состоит из нитротиазольного кольца и фрагмента салициловой кислоты, которые связаны друг с другом амидной связью ... NTZ обычно хорошо переносится, и в испытаниях на людях не было отмечено серьезных побочных эффектов [13]. ... In vitro NTZ и тизоксанид действуют против широкого круга организмов, включая простейшие виды Blastocystis hominis, C. parvum, Entamoeba histolytica, G. lamblia и Trichomonas vaginalis [13]
^ "Информация о назначении нитазоксанида" (PDF) . Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США . Romark Pharmaceuticals. 3 марта 2004 г. С. 1–9 . Проверено 3 января +2016 .
↑ Warren CA, van Opstal E, Ballard TE, Kennedy A, Wang X, Riggins M, Olekhnovich I, Warthan M, Kolling GL, Guerrant RL, Macdonald TL, Hoffman PS (август 2012). «Амиксицил, новый ингибитор пирувата: ферредоксин оксидоредуктазы, демонстрирует эффективность против Clostridium difficile на модели инфекции у мышей» . Противомикробный. Агенты Chemother . 56 (8): 4103–11. DOI : 10,1128 / AAC.00360-12 . PMC 3421617 . PMID 22585229 .
^ Хоффман PS, Брюс AM, Олехнович I, Уоррен CA, Берджесс SL, Hontecillas R, Viladomiu M, Bassaganya-Riera J, Guerrant RL, Macdonald TL (2014). «Доклинические исследования амиксицила, системного терапевтического средства, разработанного для лечения инфекций Clostridium difficile, которое также показывает эффективность против Helicobacter pylori» . Противомикробный. Агенты Chemother . 58 (8): 4703–12. DOI : 10,1128 / AAC.03112-14 . PMC 4136022 . PMID 24890599 .

Дальнейшее чтение [ править ]

Эванс М.С., Бьюкенен ББ (1965). «Фотовосстановление ферредоксина и его использование в фиксации углекислого газа субклеточной системой из фотосинтезирующих бактерий» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 53 (6): 1420–5. Bibcode : 1965PNAS ... 53.1420E . DOI : 10.1073 / pnas.53.6.1420 . PMC 219872 . PMID 5217644 .
Геринг У., Арнон Д.И. (1972). «Очистка и свойства -кетоглутаратсинтазы из фотосинтетических бактерий». J. Biol. Chem . 247 (21): 6963–9. PMID 4628267 .
Uyeda K, Rabinowitz JC (1971). «Пируват-ферредоксин оксидоредуктаза. 3. Очистка и свойства фермента». J. Biol. Chem . 246 (10): 3111–9. PMID 5574389 .
Uyeda K, Rabinowitz JC (1971). «Пируват-ферредоксин оксидоредуктаза. IV. Исследования механизма реакции». J. Biol. Chem . 246 (10): 3120–5. PMID 4324891 .
Харон М.Х., Вольбеда А., Шабриер Э, Пьёль Л., Fontecilla-Camps JC (1999). «Структура и механизм переноса электронов пирувата: ферредоксин оксидоредуктаза». Curr. Opin. Struct. Биол . 9 (6): 663–9. DOI : 10.1016 / S0959-440X (99) 00027-5 . PMID 10607667 .

Эта статья о ферменте EC 1.2 является незавершенной . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[MIGibson-1] Гибсон М.И., Чен ПИТ, Дреннан С.Л. (2016). «Структурная филогения для понимания функции 2-оксокислоты оксидоредуктазы» . Текущее мнение в структурной биологии . 41 : 54–61. DOI : 10.1016 / j.sbi.2016.05.011 . PMC 5381805 . PMID 27315560 .

[PYTChen-2] Чен PYT Аман H, M Can, Ragsdale SW, Дреннан CL (2018). «Сайт связывания кофермента А обнаружен в структуре пирувата: ферредоксин оксидоредуктаза из Moorella thermoacetica» . Proc Natl Acad Sci USA . 115 (15): 3846–3851. DOI : 10.1073 / pnas.1722329115 . PMC 5899475 . PMID 29581263 .

[SWRagsdale-3] Ragsdale SW (2003). «Пируват ферредоксин оксидоредуктаза и его промежуточный радикал». Химические обзоры . 103 (6): 2333–2346. DOI : 10.1021 / cr020423e . PMID 12797832 .

[Thiazolides-4] Di Santo N, Ehrisman J (2013). «Перспективы исследования: потенциальная роль нитазоксанида в лечении рака яичников. Старый препарат, новая цель?» . Раки (Базель) . 5 (3): 1163–1176. DOI : 10,3390 / cancers5031163 . PMC 3795384 . PMID 24202339 . Нитазоксанид [NTZ: 2-ацетилокси-N- (5-нитро-2-тиазолил) бензамид] представляет собой тиазолидное противопаразитарное средство с превосходной активностью против широкого спектра простейших и гельминтов. ... Нитазоксанид (NTZ) - это основное соединение класса антипаразитарных соединений широкого спектра действия, называемых тиазолидами. Он состоит из нитротиазольного кольца и фрагмента салициловой кислоты, которые связаны друг с другом амидной связью ... NTZ обычно хорошо переносится, и в испытаниях на людях не было отмечено серьезных побочных эффектов [13]. ... In vitro NTZ и тизоксанид действуют против широкого круга организмов, включая простейшие виды Blastocystis hominis, C. parvum, Entamoeba histolytica, G. lamblia и Trichomonas vaginalis [13]

[FDA_Nitazoxanide-5] "Информация о назначении нитазоксанида" (PDF) . Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США . Romark Pharmaceuticals. 3 марта 2004 г. С. 1–9 . Проверено 3 января +2016 .

[Hoffman-CV-6] Warren CA, van Opstal E, Ballard TE, Kennedy A, Wang X, Riggins M, Olekhnovich I, Warthan M, Kolling GL, Guerrant RL, Macdonald TL, Hoffman PS (август 2012). «Амиксицил, новый ингибитор пирувата: ферредоксин оксидоредуктазы, демонстрирует эффективность против Clostridium difficile на модели инфекции у мышей» . Противомикробный. Агенты Chemother . 56 (8): 4103–11. DOI : 10,1128 / AAC.00360-12 . PMC 3421617 . PMID 22585229 .

[Nitazoxanide_derivative:_Amixicile-7] Хоффман PS, Брюс AM, Олехнович I, Уоррен CA, Берджесс SL, Hontecillas R, Viladomiu M, Bassaganya-Riera J, Guerrant RL, Macdonald TL (2014). «Доклинические исследования амиксицила, системного терапевтического средства, разработанного для лечения инфекций Clostridium difficile, которое также показывает эффективность против Helicobacter pylori» . Противомикробный. Агенты Chemother . 58 (8): 4703–12. DOI : 10,1128 / AAC.03112-14 . PMC 4136022 . PMID 24890599 .

vтеАльдегид / оксооксидоредуктазы ( EC 1.2)
1.2.1 : НАД или НАДФ	Альдегиддегидрогеназа Ацетальдегиддегидрогеназа Длинноцепочечная альдегиддегидрогеназа
1.2.2 : цитохром	Формиатдегидрогеназа (цитохром)
1.2.3 : кислород	Альдегидоксидаза
1.2.4 : дисульфид	Оксоглутаратдегидрогеназный комплекс Пируватдегидрогеназа Комплекс дегидрогеназы альфа-кетокислот с разветвленной цепью BCKDHA BCKDHB DBT DLD
1.2.7 : железо-серный белок	Пируватсинтаза

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 )