Фосфорибозиламин — глицинлигаза - Phosphoribosylamine—glycine ligase
| фосфорибозиламин-глицинлигаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 мономер фосфорибозиламин-глицинлигазы (фрагмент), человек | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 6.3.4.13 | ||||||||
| Количество CAS | 9032-01-3 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| БРЕНДА | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Генная онтология | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| Фосфорибозилглицинамидсинтетаза, N домен | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 глицинамид рибонуклеотидсинтетаза (гар-син) от e. coli. | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | GARS_N | ||||||||
| Pfam | PF02844 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR020562 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00164 | ||||||||
| SCOP2 | 1gso / Объем / СУПФАМ | ||||||||
| |||||||||
| Фосфорибозилглицинамидсинтетаза, АТФ-захватный (А) домен | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
глицинамид рибонуклеотидсинтетаза (гар-син) от e. coli. | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | GARS_A | ||||||||
| Pfam | PF01071 | ||||||||
| Pfam клан | CL0179 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR020561 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00164 | ||||||||
| SCOP2 | 1gso / Объем / СУПФАМ | ||||||||
| |||||||||
| Фосфорибозилглицинамидсинтетаза, C домен | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 кристаллическая структура фосфорибозиламин - глицинлигаза (tm1250) из thermotoga maritima при разрешении 2,30 а | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | GARS_C | ||||||||
| Pfam | PF02843 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR020560 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00164 | ||||||||
| SCOP2 | 1gso / Объем / СУПФАМ | ||||||||
| |||||||||
В энзимология, фосфорибозиламин-глицинлигаза, также известная как глицинамид рибонуклеотидсинтетаза (GARS), (EC 6.3.4.13 ) является фермент который катализирует то химическая реакция
- АТФ + 5-фосфо-D-рибозиламин + глицин АДФ + фосфат + N1- (5-фосфо-D-рибозил) глицинамид
что является вторым шагом в биосинтез пуринов.3 субстраты этого фермента АТФ, 5-фосфо-D-рибозиламин, и глицин, а его 3 товары находятся ADP, фосфат, и N1- (5-фосфо-D-рибозил) глицинамид.
Этот фермент принадлежит к семейству лигазы особенно те, которые образуют общие углерод-азотные связи.
В бактерии, ГАРС - монофункциональный фермент (кодируется геном purD). Гены purD часто содержат Мотив PurD РНК в их 5 'UTR.[1] В дрожжи, GARS является частью бифункционального фермента (кодируемого геном ADE5 / 7) в сочетании с фосфорибозилформилглицинамидинцикло-лигаза (ВОЗДУХ). В высшем эукариоты, включая людей,[2] GARS является частью трифункционального фермента в сочетании с AIRS и фосфорибозилглицинамид формилтрансфераза (GART),[3] формирование ГАРС-АИРС-ГАРТ.
Номенклатура
В систематическое название этого класса ферментов 5-фосфо-D-рибозиламин: глицинлигаза (АДФ-образующая). Другие широко используемые имена включают:
- фосфорибозилглицинамидсинтетаза,
- глицинамид рибонуклеотидсинтетаза,
- фосфорибозилглицинамидсинтетаза,
- глицинамид рибонуклеотидсинтетаза,
- 2-амино-N-рибозилацетамид 5'-фосфат киносинтаза,
- 5'-фосфорибозилглицинамид синтетаза и
- GAR-синтетаза.
Механизм
GARS работает по упорядоченному последовательному механизму. Сначала связывается 5-фосфо-D-рибозиламин (PRA), затем АТФ и, наконец, глицин. Сначала выделяется фосфат, за ним следуют АДФ и ГАР.[4] Кислород в рибоза кольцо PRA важно в связывании субстрата, вероятно, из-за благоприятной энергетики от водородная связь и конформацию кольца, которую он придает.[5] Кроме того, фосфатная группа GAR участвует в распознавании субстрата GARS. Реакция начинается с кислорода глицина, действующего как нуклеофил атаковать γ-фосфор АТФ. Затем азот PRA атакует карбонильный углерод в промежуточном продукте, и фосфат уходит, образуя GAR.[4][6]
Структурные исследования
На конец 2007 г. 3 структуры были решены для этого класса ферментов, с PDB коды доступа 1GSO, 1ВКЗ, и 2QK4. Общая структура фермента, основанная на кристаллизации из Кишечная палочка,[7] состоит из 16 альфа спирали которые подключаются к 20 бета-нити по очереди и петлями. Есть четыре основных домена: N, A, B и C. Каждый домен имеет центральную бета-лист с альфа-спиралью хотя бы с одной стороны. Домены N, A и C сгруппированы вместе, а домен B немного отделен от других и соединен с ними двумя шарнирными областями. Активный сайт находится между группой NAC и доменом B. По-видимому, домены A и B способствуют связыванию АТФ, тогда как домены N и C придают субстратную специфичность. N-домен очень похож на домен глицинамид-рибонуклеотид-трансформилазы. Хотя ориентация B-доменов различается, структура GARS очень похожа у разных организмов.[4] Кроме того, ген был секвенирован у многих организмов, и Кишечная палочка показывает от 41 до 52% идентичности с последовательностями GARS Б. subtilis, С. cerevisiae, D. melanogaster, и D. псевдобскура.[8] Было показано, что человеческий GARS-AIRS-GART наиболее похож на GARS-AIRS-GART у мышей, шимпанзе и коров.[9] Среди аминокислот, идентичных по Б. subtilus, С. cerevisiae, D. melanogaster, и D. псевдобскура, почти треть составляют глицин и пролин, что говорит о том, что они играют важную роль в собственном складывание белка.[8] Помимо сходной структуры у разных видов, GARS в целом имеет очень похожую структуру на D-аланин: D-аланин-лигаза, биотин карбоксилаза, и глутатионсинтетаза. Все эти ферменты имеют АТФ-связывающий домен, классифицируемый как АТФ-связывающие домены.[4]
Актуальность болезни
У человека ген, кодирующий GARS-AIRS-GART, включен хромосома 21, и лица с Синдром Дауна имеют более высокий уровень пуринов, что коррелирует с умственной отсталостью. Таким образом, были проведены исследования по изучению его причастности к синдрому Дауна. Было обнаружено, что GARS экспрессируется дольше у людей с синдромом Дауна, чем у здоровых людей.[10] У здоровых людей GARS сильно выражен в мозжечок до рождения, но едва выражается через три недели после рождения. У людей с синдромом Дауна экспрессия GARS продолжается не менее семи недель после рождения. Это говорит о том, что GARS может быть основным фактором развития синдрома Дауна. Однако пока нет мутации к GARS, которые могут изменить его функцию и вызвать умственную отсталость, связанную с синдромом Дауна.[11]
Рекомендации
- ^ Вайнберг З., Баррик Дж. Э., Яо З. и др. (2007). «Идентификация 22 кандидатных структурированных РНК в бактериях с использованием системы сравнительной геномики CMfinder». Нуклеиновые кислоты Res. 35 (14): 4809–19. Дои:10.1093 / нар / гкм487. ЧВК 1950547. PMID 17621584.
- ^ Добнер, Сьюзан Колетт (13 января 1986 г.). «Структурные и механические исследования белков HeLa и куриной печени, которые катализируют синтез и формилирование глицинамид рибонуклеотидов, а также синтез аминоимидазольных рибонуклеотидов». Биохимия. 25 (10): 2953–2957. Дои:10.1021 / bi00358a033. PMID 3718932.
- ^ Добнер, Сьюзан Колетт (5 августа 1985 г.). «Многофункциональный белок, обладающий активностями глицинамид рибонуклеотидсинтетазы, глицинамид рибонуклеотид трансформилазы и аминоимидазол рибонуклеотид синтетазы в биосинтезе de Novo Purine». Биохимия. 24 (25): 7059, 7061–7062. Дои:10.1021 / bi00346a006. PMID 4084560.
- ^ а б c d Сампей, Ген-ичи (16 августа 2010 г.). «Кристаллические структуры глицинамид рибонуклеотид синтетазы PurD из термофильных эубактерий». Журнал биохимии. 148 (4): 429–437. Дои:10.1093 / jb / mvq088. PMID 20716513. Получено 6 марта 2015.
- ^ Антл, Винсент Д. (5 апреля 1996 г.). «Субстратная специфичность глицинамид рибонуклеотидсинтетазы из куриной печени». Журнал биологической химии. 271 (14): 8194–8195. Дои:10.1074 / jbc.271.14.8192. PMID 8626510.
- ^ Каппок, Т. Джозеф (1 октября 2000 г.). «Модульная эволюция пути биосинтеза пуринов». Современное мнение в области химической биологии. 4 (5): 567–72. Дои:10.1016 / S1367-5931 (00) 00133-2. PMID 11006546.
- ^ Ван, Вейру (1998). «Рентгеновская кристаллическая структура глицинамид рибонуклеотид синтетазы из Escherichia coli». Биохимия. 37 (45): 15647–15648, 15651–15652. Дои:10.1021 / bi981405n. PMID 9843369.
- ^ а б Айба, Ацу (12 апреля 1989 г.). «Анализ нуклеотидной последовательности генов purH и purD, участвующих в биосинтезе de Novo Purine Escherchia coli». Журнал биологической химии. 264 (35): 21239–46. PMID 2687276. Получено 8 марта 2015.
- ^ Банерджи, Диша (20 марта 2009 г.). «Филогенетический анализ и in Silico характеристика гена GARS-AIRS-GART, который кодирует трифункциональный ферментный белок, участвующий в биосинтезе пурина de Novo». Молекулярная биотехнология. 42 (3): 306–317. Дои:10.1007 / s12033-009-9160-1. PMID 19301155. S2CID 34759623.
- ^ Бродский, Гэри (9 августа 1997 г.). «Ген GARS-AIRS-GART человека кодирует два белка, которые по-разному экспрессируются в процессе развития человеческого мозга и временно сверхэкспрессируются в мозжечке людей с синдромом Дауна». Молекулярная генетика человека. 6 (12): 2043–2044, 2046–2048. Дои:10.1093 / hmg / 6.12.2043. PMID 9328467. Получено 8 марта 2015.
- ^ Банерджи, Диша (10 ноября 2011 г.). «Нет доказательств мутаций, которые нарушают регуляцию уровня белка GARS-AIRS-GART у детей с синдромом Дауна» (PDF). Индийский журнал клинической биохимии. 27 (1): 46–50. Дои:10.1007 / s12291-011-0183-6. ЧВК 3286581. PMID 23277712. Получено 8 марта 2015.
