Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
SI
Доступные конструкции
PDBОртолог поиск: PDBe RCSB
Список идентификационных кодов PDB

3ЛПО , 3ЛПП

Идентификаторы
ПсевдонимыSI , сахароза-изомальтаза
Внешние идентификаторыOMIM: 609845 MGI: 1917233 HomoloGene: 37424 Генные карты : SI
Расположение гена (человек)
Хромосома 3 (человек)
Chr.Хромосома 3 (человека) [1]
Хромосома 3 (человек)
Геномное расположение SI
Геномное расположение SI
Группа3q26.1Начинать164 978 898 п.н. [1]
Конец165 078 496 п.н. [1]
Расположение гена (Мышь)
Хромосома 3 (мышь)
Chr.Хромосома 3 (мышь) [2]
Хромосома 3 (мышь)
Геномное расположение SI
Геномное расположение SI
Группа3 E3 | 3 32,59 смНачинать72 888 557 п.н. [2]
Конец72 967 863 п.н. [2]
Генная онтология
Молекулярная функция• сахарозы альфа-глюкозидаза
• изомальтазы активности
• гидролазная активность, гидролиз O-гликозильная соединения
• каталитическую активность
• альфа-1,4-глюкозидаза
• гидролазной активность
• гидролазы активность, действующая на гликозильной облигаций
• углеводного связывания
Сотовый компонент• неотъемлемый компонент мембраны
• клеточная мембрана
• аппарат Гольджи
• апикальная плазматическая мембрана
• внеклеточная экзосома
• мембрана
• щеточная кайма
Биологический процесс• переваривание полисахаридов
• метаболизм
• углеводный обмен
Источники: Amigo / QuickGO
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

6476

69983

Ансамбль

ENSG00000090402

ENSMUSG00000027790

UniProt

P14410

F8VQM5

RefSeq (мРНК)

NM_001041

NM_001081137

RefSeq (белок)

NP_001032

NP_001074606

Расположение (UCSC)Chr 3: 164.98 - 165.08 МбChr 3: 72,89 - 72,97 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Сахараза-изомальтаза ( SI ) - это фермент глюкозидазы, расположенный на щеточной кайме тонкой кишки. Это фермент двойного действия с двумя доменами GH31, один из которых выполняет функцию изомальтазы , а другой - альфа-глюкозидазы сахарозы . [5] [6] [7] Преимущественно экспрессируется в апикальных мембранах энтероцитов . [8] Фермент предназначен для переваривания пищевых углеводов, таких как крахмал , сахароза и изомальтоза . Путем дальнейшей обработки продуктов распада можно получить энергию в форме АТФ. [9]

Структура [ править ]

Ключевые остатки, которые взаимодействуют с субстратом, где бирюзовые остатки соответствуют взаимодействиям с Man2GlcNAc2, розовые остатки соответствуют взаимодействиям с коталоналом, а пурпурные остатки соответствуют взаимодействиям как с Man2GlcNAc2, так и с коталоналом. Создано из 3LPO [10]

Сахараза-изомальтаза состоит из двух ферментных субъединиц: сахаразы и изомальтазы . Субъединицы происходят от предшественника полипептида, про-SI. Путем гетеродимеризации двух субъединиц образуется комплекс сахараза-изомальтаза. [11] Фермент закреплен в мембране щеточной каймы кишечника с помощью гидрофобного сегмента, расположенного около N-конца субъединицы изомальтазы. [12] Прежде, чем фермент закрепится на мембране, про-SI богат маннозой и гликозилируется; он перемещается из ER в Golgi, где становится белковым комплексом, который N- и O-гликозилирован. О-связанное гликозилирование необходимо для целевых белок , к апикальной мембране. [13] [14]Кроме того, есть сегмент, который одновременно является O-связанным гликозилированным и богат Ser / Thr. [15] Аналогичным образом устроенный фермент - это мальтаза-глюкоамилаза , также входящая в состав GH31.

Сахараза-изомальтаза состоит из удвоенных каталитических доменов, N- и C-концевых. Каждый домен имеет частично совпадающие особенности. Ученые обнаружили кристаллическую структуру N-концевой сахарозы-изомальтазы человека (ntSI) в апо-форме до 3,2 Å и в комплексе с ингибитором коталанолом с разрешением 2,15 Å. [10] Механизм сукраза-изомальтаза приводит к чистому сохранению конфигурации в аномерном центре. [10]

Кристаллическая структура показывает, что сахароза-изомальтаза существует в виде мономера . Исследователи утверждают, что соблюдение димеров SI зависит от экспериментальных условий. [10] Четыре мономера ntSI, A, B, C и D, включены в кристаллическую асимметричную единицу и имеют идентичные активные центры. Активный участок состоит из неглубокого-св зывающего субстрата кармана включая -1 и +1 подсайтов. Невосстанавливающий конец подложек прикрепляется к карману. В то время как кольцо невосстанавливающего сахара взаимодействует с заглубленным участком -1, восстанавливающее кольцо взаимодействует с открытым участком +1 поверхности. [10]

Были идентифицированы взаимодействия между активным центром сахаразы-изомальтазы и следующими соединениями:

  • Гликан Man2GlcNAc2: в активном центре Man2GlcNAc2 водородные связи с гидроксильными боковыми цепями Asp231 и Asp571. Кроме того, гидрофобные взаимодействия с Leu233, Trp327, Trp435, Phe479, Val605 и Tyr634 обеспечивают дополнительную стабилизацию Man2GlcNAc2. [10]
  • Коталонал, ингибитор: он взаимодействует с каталитическим нуклеофилом Asp472 и кислотно-основным катализатором Asp571. Кроме того, с субстратом связываются остатки ntSI His629, Asp355, Arg555, Asp231, Trp435 и Phe479. [10]

В настоящее время не существует кристаллических структур ntSI в комплексе с α-1,6-связанным субстратом или аналогом ингибитора. Чтобы предсказать связывание изомальтозы в структуре сахараза-изомальтаза, вручную была создана модель. Внутри подсайта -1 невосстанавливающее кольцо глюкозы изомальтозы было выровнено с кольцом акарбозы . [10]

Изучена не только структура сахаразы-изомальтазы человека, но и структура сахаразы-изомальтазы у морских львов и свиней. [6] [16] [17]

Актуальность болезни [ править ]

Дефицит является причиной непереносимости сахарозы . Врожденный дефицит сахаразы-изомальтазы (CSID), также называемый генетическим дефицитом сахаразы-изомальтазы (GSID), и непереносимость сахарозы - это генетическое кишечное заболевание, которое вызвано снижением или отсутствием сахаразы и изомальтазы [14]. Объяснения GSID включают:

  • Мутации C1229Y и F1745C, которые присутствуют в сахарозном домене SI, блокируют путь SI к якорю в априкальной мембране клетки, но не влияют на сворачивание белка или активность изомальтазы. [14]
  • Замена цистеина на аргинин в аминокислотном остатке 635 в субъединице изомальтазы SI присутствовала в кДНК, кодирующей пациента с CSID. У SIC635R была измененная схема складывания, которая повлияла на профиль сортировки и увеличила скорость оборота. [18]
  • Фактором, который можно отнести к врожденному дефициту сахаразы-изомальтазы, является сохранение SI в цис-Гольджи. Эта неспособность к транспорту является результатом замены глутамина на пролин в аминокислотном остатке 1098 субъединицы сахаразы. [19] [20]

Кроме того, была выявлена взаимосвязь между мутациями в сахарозо-изомальтазе и хроническим лимфолейкозом (ХЛЛ). Эти мутации вызывают потерю функции фермента, блокируя биосинтез SI на поверхности клетки. [8]

См. Также [ править ]

  • сукраза
  • изомальтаза
  • кисть границы

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000090402 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000027790 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Hauri HP, Quaroni A, Isselbacher KJ (октябрь 1979). «Биогенез плазматической мембраны кишечника: посттрансляционный путь и расщепление сахаразы-изомальтазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 76 (10): 5183–6. DOI : 10.1073 / pnas.76.10.5183 . PMC 413104 . PMID 291933 .  
  6. ^ a b Sjöström H, Norén O, Christiansen L, Wacker H, Semenza G (декабрь 1980 г.). «Полностью активная, одноцепочечная сахароза.изомальтаза с двумя активными центрами из тонкого кишечника свиньи. Значение для биосинтеза интегрального белка стебельчатой ​​мембраны млекопитающих». Журнал биологической химии . 255 (23): 11332–8. PMID 7002920 . 
  7. ^ Rodriguez IR, Taravel FR, Уилан WJ (сентябрь 1984). «Характеристика и функция сахаразы-изомальтазы кишечника свиней и ее отдельных субъединиц» . Европейский журнал биохимии / FEBS . 143 (3): 575–82. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1984.tb08408.x . PMID 6479163 . 
  8. ^ а б Родригес Д., Рамзи А.Дж., Кесада В., Гарабая С., Кампо Е., Фрейхе Дж. М., Лопес-Отин С. (июнь 2013 г.). «Функциональный анализ мутаций сахаразы-изомальтазы у больных хроническим лимфолейкозом» . Молекулярная генетика человека . 22 (11): 2273–82. DOI : 10,1093 / HMG / ddt078 . PMID 23418305 . 
  9. ^ Берг, JM et al. Биохимия , 7-е изд. WH Freeman and Company: Нью-Йорк, 2012.
  10. ^ Б с д е е г ч Sim L, Willemsma C, S, Mohan Naim HY, Pinto BM, Rose DR (июнь 2010 г.). «Структурная основа селективности субстрата в N-концевых доменах мальтаза-глюкоамилаза и сахароза-изомальтаза человека» . Журнал биологической химии . 285 (23): 17763–70. DOI : 10.1074 / jbc.M109.078980 . PMC 2878540 . PMID 20356844 .  
  11. ^ «SI сахароза-изомальтаза (альфа-глюкозидаза) [Homo sapiens (человек)] - Ген - NCBI» .
  12. ^ Brunner, J .; Hauser, H .; Braun, H .; Wilson, KJ; Wacker, H .; О'Нил, Б.; Семенца, Г. (1979). «Способ ассоциации ферментного комплекса сахараза-изомальтаза с кишечной щеточной каймой мембраны» (PDF) . J. Biol. Chem . 254 (6): 1821–8. PMID 422555 .  
  13. ^ Naim ГИ, Sterchi EE, Lentze MJ (май 1988). «Биосинтез человеческого комплекса сахаразы-изомальтазы. Дифференциальное O-гликозилирование субъединицы сахаразы коррелирует с ее положением в ферментном комплексе». Журнал биологической химии . 263 (15): 7242–53. PMID 3366777 . 
  14. ^ a b c Alfalah M, Keizer M, Leeb T., Zimmer KP, Naim HY (март 2009 г.). «Сложные гетерозиготные мутации влияют на сворачивание и функцию белков у пациентов с врожденной недостаточностью сахаразы-изомальтазы». Гастроэнтерология . 136 (3): 883–92. DOI : 10,1053 / j.gastro.2008.11.038 . PMID 19121318 . 
  15. ^ Hunziker W, Spiess M, Semenza G, Lodish HF (июль 1986). «Комплекс сахараза-изомальтаза: первичная структура, мембранная ориентация и эволюция стебельчатого, внутреннего белка щеточной каймы». Cell . 46 (2): 227–34. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (86) 90739-7 . PMID 3755079 . S2CID 8207969 .  
  16. ^ Wacker Н, Aggeler R, Кретчмер N, О'Неилл В, Takesue Y, Semenza G (апрель 1984 г.). «Фермент с двумя активными центрами и одним полипептидом: изомальтаза из мембраны щеточной каймы тонкой кишки морского льва. Ее возможная филогенетическая связь с сахарозой-изомальтазой». Журнал биологической химии . 259 (8): 4878–84. PMID 6715326 . 
  17. ^ Galand G (1989). «Щетка пограничной мембраны сахароза-изомальтаза, мальтаза-глюкоамилаза и треалаза у млекопитающих. Сравнительное развитие, эффекты глюкокортикоидов, молекулярные механизмы и филогенетические последствия». Сравнительная биохимия и физиология. Б. Сравнительная биохимия . 94 (1): 1–11. DOI : 10.1016 / 0305-0491 (89) 90002-3 . PMID 2513162 . 
  18. ^ Кайзер M, Alfalah M, Pröpsting MJ, Castelletti D, Naim ГИ (май 2006). «Измененная укладка, оборот и поляризованная сортировка действуют согласованно, чтобы определить новый патомеханизм врожденного дефицита сахаразы-изомальтазы» . Журнал биологической химии . 281 (20): 14393–9. DOI : 10.1074 / jbc.M513631200 . PMID 16543230 . 
  19. ^ Pröpsting MJ, Kanapin H, Jacob R, Naim ГИ (июнь 2005). «Детерминанта фолдинга на основе фенилаланина в кишечной сахарозе-изомальтазе, которая функционирует в контексте механизма контроля качества за пределами эндоплазматического ретикулума» . Журнал клеточной науки . 118 (Pt 12): 2775–84. DOI : 10,1242 / jcs.02364 . PMID 15944403 . 
  20. ^ Pröpsting MJ, Jacob R, Naim ГИ (май 2003). «Обмен глутамина на пролин в аминокислотном остатке 1098 в сахарозе вызывает чувствительную к температуре остановку сахаразы-изомальтазы в эндоплазматическом ретикулуме и цис-Гольджи» . Журнал биологической химии . 278 (18): 16310–4. DOI : 10.1074 / jbc.C300093200 . PMID 12624106 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Структура и эволюция мальтазы-глюкоамилазы и сахаразы-изомальтазы млекопитающих
  • Комплекс сахароза-изомальтаза + в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)