Рибофлавинсинтаза

Доступные белковые структуры:
Pfam	структуры / ECOD
PDB	RCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsum	краткое изложение структуры
PDB	1c2y , 1c41 , 1di0 , 1ejb , 1hqk , 1kyv , 1kyx , 1kyy , 1kz1 , 1kz4 , 1kz6 , 1kz9 , 1nqu , 1nqv , 1nqw , 1nqx , 1rvv , 1т13 , 1w19 , 1w29 , 1xn1 , 1zis , 2a57 , 2a58 , 2a59 , 2c92 ,2c94 , 2c97 , 2c9b , 2c9d , 2f59 , 2i0f , 2o6h , 2obx , 2vi5

Рибофлавинсинтаза - это фермент , катализирующий финальную реакцию биосинтеза рибофлавина :

(2) 6,7-диметил-8-рибитиллумазин → рибофлавин + 5-амино-6-рибитиламино-2,4 (1 H , 3 H ) -пиримидиндион

Структура [ править ]

Мономер рибофлавинсинтазы составляет 23 кДа. Каждый мономер содержит два бета-цилиндра и одну альфа-спираль на С-конце (остатки 186-206). Мономер имеет псевдодвухстороннюю симметрию, что предсказывается схожестью последовательностей между бочонками N-конца (остатки 4-86). и цилиндр С-конца (остатки 101-184). ^[1] Ферменты разных видов имеют разные четвертичные структуры , от мономерных до 60 субъединиц ^[3]

Активный сайт [ править ]

Две молекулы 6,7-диметил-8-рибитиллумазина ( люмазинсинтаза ) связаны водородом с каждым мономером, поскольку два домена топологически подобны. ^[4] активный сайт расположен в интерфейсе из субстратов между мономерными парами и моделируемых структурами активного сайта димером было созданы. ^[2] Только один из активных центров фермента катализирует образование рибофлавина за раз, в то время как два других сайта обращены наружу и подвергаются воздействию растворителя . ^[1] В аминокислотных остатках участвуют в образовании водородной связи с лигандомизображены, участвующие остатки могут включать Thr148, Met160, Ile162, Thr165, Val6, Tyr164, Ser146 и Gly96 в C-концевом домене и Ser41, Thr50, Gly 62, Ala64, Ser64, Val103, Cys48, His102 в N- терминальный домен. ^[5]

Водородная связь между субстратом и ферментом в С-концевом домене. ^[2]
Водородная связь между субстратом и ферментом в N-концевом домене. ^[2]

Механизм [ править ]

Нет кофакторов не нужны для катализа. Кроме того, образование рибофлавина из 6,7-диметил-8-рибитиллумазина может происходить в кипящем водном растворе в отсутствие рибофлавинсинтазы. ^[6]

На границе раздела субстрата между парами мономеров фермент удерживает две молекулы 6,7-диметил-8-рибитиллумазина на месте посредством водородной связи, чтобы катализировать реакцию дисмутации . ^[6] Кроме того, был предложен кислотно-щелочной катализ аминокислотными остатками. Конкретные остатки могут включать диаду His102 / Thr148 в качестве основания для депротонирования метильной группы C7a . В диаде His102 происходит из N-цилиндра, а Thr148 из C-цилиндра, что подчеркивает важность близости двух субъединиц фермента на ранних стадиях реакции. ^[7] Также было высказано предположение, что идентичность нуклеофилапредставляет собой один из следующих консервативных остатков: Ser146, Ser41, Cys48 или Thr148, или воду в некаталитической реакции. ^[1] В исследованиях роли Cys48 как возможного нуклеофила не было определено, происходит ли нуклеофильное смещение посредством реакции SN1 или SN2 . ^[7]

Производство наркотиков [ править ]

Ученые выдвинули гипотезу, что ферменты, участвующие в пути биосинтеза рибофлавина, включая рибофлавинсинтазу, могут быть использованы для разработки антибактериальных препаратов для лечения инфекций, вызванных грамотрицательными бактериями и дрожжами . Эта гипотеза основана на неспособности грамотрицательных бактерий, таких как E. coli и S. typhimurium, поглощать рибофлавин из внешней среды. ^[5]^[8] Поскольку грамотрицательные бактерии должны вырабатывать собственный рибофлавин, ингибирование рибофлавинсинтазы или других ферментов, участвующих в этом пути, может быть полезным инструментом при разработке антибактериальных препаратов.

Наиболее сильным ингибитором рибофлавинсинтазы является 9-D-рибитил-1,3,7-тригидропурин-2,6,8-трион со значением Ki 0,61 мкМ. Считается, что 9-D-рибитил-1,3,7-тригидропурин-2,6,8-трион действует посредством конкурентного ингибирования с 6,7-диметил-8-рибитиллумазином. ^[8]

См. Также [ править ]

Люмазинсинтаза

Ссылки [ править ]

^ a b c d PDB : 1i8d ; Liao DI, Wawrzak Z, Calabrese JC, Viitanen PV, Jordan DB (май 2001 г.). «Кристаллическая структура рибофлавинсинтазы». Структура . 9 (5): 399–408. DOI : 10.1016 / S0969-2126 (01) 00600-1 . PMID 11377200 .
^ a b c d PDB : 1кзл ; Герхардт С., Шотт А.К., Кайриес Н., Кушман М., Илларионов Б., Эйзенрайх В., Бахер А., Хубер Р., Штайнбахер С., Фишер М. (октябрь 2002 г.). «Исследования механизма реакции рибофлавинсинтазы: рентгеновская кристаллическая структура комплекса с 6-карбоксиэтил-7-оксо-8-рибитиллумазином» . Структура . 10 (10): 1371–81. DOI : 10.1016 / S0969-2126 (02) 00864-X . PMID 12377123 .
^ http://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/PDBeXplore/enzyme/?ec=2.5.1.9&tab=assemblies
^ Фишер М, Шотт А.К., Kemter К, Feicht R, G Рихтер, Илларионов В, Eisenreich Вт, Герхардт S, Cushman М., Steinbacher S, Huber R, Bacher А (декабрь 2003 г.). "Рибофлавинсинтаза Schizosaccharomyces pombe. Динамика белков, выявленная в экспериментах по возмущению белков ЯМР 19F" . BMC Biochem . 4 : 18. DOI : 10,1186 / 1471-2091-4-18 . PMC 337094 . PMID 14690539 .
^ а б Фишер М., Бахер А (июнь 2008 г.). «Биосинтез витамина В2: структура и механизм рибофлавинсинтазы». Arch. Биохим. Биофиз . 474 (2): 252–65. DOI : 10.1016 / j.abb.2008.02.008 . PMID 18298940 .
^ a b Bacher A, Eberhardt S, Fischer M, Kis K, Richter G (2000). «Биосинтез витамина В2 (рибофлавин)». Анну. Rev. Nutr . 20 : 153–67. DOI : 10.1146 / annurev.nutr.20.1.153 . PMID 10940330 .
^ a b Чжэн Ю.Дж., Джордан Д.Б., Ляо Д.И. (август 2003 г.). «Исследование промежуточного продукта реакции в активном центре рибофлавинсинтазы». Биоорг. Chem . 31 (4): 278–87. DOI : 10.1016 / S0045-2068 (03) 00029-4 . PMID 12877878 .
^ a b Cushman M, Yang D, Kis K, Bacher A (декабрь 2001 г.). «Дизайн, синтез и оценка 9-D-рибитил-1,3,7-тригидро-2,6,8-пуринетриона, мощного ингибитора рибофлавинсинтазы и люмазинсинтазы». J. Org. Chem . 66 (25): 8320–7. DOI : 10.1021 / jo010706r . PMID 11735509 .

Внешние ссылки [ править ]

Рибофлавин + синтаза в медицинских предметных рубриках Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)

[Liao-1] PDB : 1i8d ; Liao DI, Wawrzak Z, Calabrese JC, Viitanen PV, Jordan DB (май 2001 г.). «Кристаллическая структура рибофлавинсинтазы». Структура . 9 (5): 399–408. DOI : 10.1016 / S0969-2126 (01) 00600-1 . PMID 11377200 .

[Gerhardt-2] PDB : 1кзл ; Герхардт С., Шотт А.К., Кайриес Н., Кушман М., Илларионов Б., Эйзенрайх В., Бахер А., Хубер Р., Штайнбахер С., Фишер М. (октябрь 2002 г.). «Исследования механизма реакции рибофлавинсинтазы: рентгеновская кристаллическая структура комплекса с 6-карбоксиэтил-7-оксо-8-рибитиллумазином» . Структура . 10 (10): 1371–81. DOI : 10.1016 / S0969-2126 (02) 00864-X . PMID 12377123 .

[3] ttp://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/PDBeXplore/enzyme/?ec=2.5.1.9&tab=assemblies

[Fischer-4] Фишер М, Шотт А.К., Kemter К, Feicht R, G Рихтер, Илларионов В, Eisenreich Вт, Герхардт S, Cushman М., Steinbacher S, Huber R, Bacher А (декабрь 2003 г.). "Рибофлавинсинтаза Schizosaccharomyces pombe. Динамика белков, выявленная в экспериментах по возмущению белков ЯМР 19F" . BMC Biochem . 4 : 18. DOI : 10,1186 / 1471-2091-4-18 . PMC 337094 . PMID 14690539 .

[FBacher-5] а б Фишер М., Бахер А (июнь 2008 г.). «Биосинтез витамина В2: структура и механизм рибофлавинсинтазы». Arch. Биохим. Биофиз . 474 (2): 252–65. DOI : 10.1016 / j.abb.2008.02.008 . PMID 18298940 .

[Bacher-6] Bacher A, Eberhardt S, Fischer M, Kis K, Richter G (2000). «Биосинтез витамина В2 (рибофлавин)». Анну. Rev. Nutr . 20 : 153–67. DOI : 10.1146 / annurev.nutr.20.1.153 . PMID 10940330 .

[Zheng-7] Чжэн Ю.Дж., Джордан Д.Б., Ляо Д.И. (август 2003 г.). «Исследование промежуточного продукта реакции в активном центре рибофлавинсинтазы». Биоорг. Chem . 31 (4): 278–87. DOI : 10.1016 / S0045-2068 (03) 00029-4 . PMID 12877878 .

[Cushman-8] Cushman M, Yang D, Kis K, Bacher A (декабрь 2001 г.). «Дизайн, синтез и оценка 9-D-рибитил-1,3,7-тригидро-2,6,8-пуринетриона, мощного ингибитора рибофлавинсинтазы и люмазинсинтазы». J. Org. Chem . 66 (25): 8320–7. DOI : 10.1021 / jo010706r . PMID 11735509 .

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 )