Asetolaktat sintaz - Acetolactate synthase - Wikipedia

asetolaktat sintaz
Acetolactase Synthase.png
Ning kristalli tuzilishi Arabidopsis talianasi sulfanilüre herbisid bilan komplekslangan asetohidroksiasid sintaz, metsulfuron-metil.[1]
Identifikatorlar
EC raqami2.2.1.6
CAS raqami9027-45-6
Alt. ismlarpiruvat: piruvat asetaldegidetransferaza (dekarboksilatlash)
Ma'lumotlar bazalari
IntEnzIntEnz ko'rinishi
BRENDABRENDA kirish
ExPASyNiceZyme ko'rinishi
KEGGKEGG-ga kirish
MetaCycmetabolik yo'l
PRIAMprofil
PDB tuzilmalarRCSB PDB PDBe PDBsum
Gen ontologiyasiAmiGO / QuickGO
ILVBL
Identifikatorlar
TaxalluslarILVBL, 209L8, AHAS, ILV2H, ilvB (bakterial asetolaktat sintaz) kabi, HACL1L, ilvB asetolaktat sintaz
Tashqi identifikatorlarOMIM: 605770 MGI: 1351911 HomoloGene: 68532 Generkartalar: ILVBL
Gen joylashuvi (odam)
Xromosoma 19 (odam)
Chr.Xromosoma 19 (odam)[2]
Xromosoma 19 (odam)
ILVBL uchun genomik joylashuv
ILVBL uchun genomik joylashuv
Band19p13.12Boshlang15,114,984 bp[2]
Oxiri15,125,786 bp[2]
Ortologlar
TurlarInsonSichqoncha
Entrez
Ansambl
UniProt
RefSeq (mRNA)

NM_006844
NM_176826

NM_173751
NM_001359301
NM_001359302
NM_001359303

RefSeq (oqsil)

NP_006835

NP_776112
NP_001346230
NP_001346231
NP_001346232

Joylashuv (UCSC)Chr 19: 15.11 - 15.13 MbChr 10: 78.57 - 78.58 Mb
PubMed qidirmoq[4][5]
Vikidata
Insonni ko'rish / tahrirlashSichqonchani ko'rish / tahrirlash

The asetolaktat sintaz (ALS) ferment (shuningdek, nomi bilan tanilgan atsetohidroksi kislota sintazasi, yoki AHAS) a oqsil o'simliklar va mikroorganizmlarda uchraydi. ALS sintezidagi birinchi qadamni katalizlaydi tarvaqaylab zanjirli aminokislotalar (valin, leytsin va izolösin ).[6]

Bakterial ALS bilan bir qator ketma-ket o'xshashliklarga ega bo'lgan, hali noma'lum funktsiyaga ega bo'lgan inson oqsili ILVBL (ilvB o'xshash) gen.[7]

Tuzilishi

Gen

Insonning ILVBL geni 17 ga ega exons yashaydi 19-xromosoma q13.1 da.[8]

Oqsil

ALS ning katalitik peptidi sichqoncha quloqli krep a xloroplastik 670 qoldiqdan tashkil topgan oqsil, ularning oxirgi 615 tasi faol shaklni tashkil qiladi. Uchta asosiy domen topildi, ikkitasi tiamin pirofosfat DHS-ga o'xshash NAD / FAD-majburiy domenini sendvichlash.[9] SCOP topshirig'ida ushbu kichik birliklar N-terminaldan C-termianlgacha d1yhya1, d1yhya2 va d1yhya3 deb nomlangan.[10]

Ushbu sahifadagi rasm uchun ishlatilgan asetolaktat sintazining tuzilishi 2,70 angstromda rentgen difraksiyasi yordamida aniqlandi. Röntgen diffraktsiyasi rentgen nurlarini belgilangan to'lqin uzunliklarida naqsh hosil qilish uchun ishlatadi, chunki rentgen nurlari tahlil qilinayotgan molekula tuzilishi haqida g'oya beradigan ma'lum yo'llar bilan tarqaladi.

Ushbu protein bilan ta'sir o'tkazadigan beshta o'ziga xos ligand mavjud. Besh kishi quyida keltirilgan.

Ligand identifikatoriIsmTuzilishi
P22ETIL DIIDROGEN DİFOSFATIC2H8O7P2
NHE2- [N-CYCLOHEXYLAMINO] ETAN SULFON KISLOATIC8H17YOQ3S
MgMagniy ioniMg
FADFLAVIN-ADENIN DINUCLEOTIDC27H33N9O15P2
1SMMETIL 2 - [({[(4,6-DIMETHYLPYRIMIDIN-2-YL) AMINO] KARBONIL} AMINO) SULFONIL] BENZOATC15H16N4O5 S

FAD chegarasi katalitik emas.

Funktsiya

Asetolaktat sintaz - turli xil aminokislotalarning biosintezida ishtirok etadigan katalitik ferment. Ushbu fermentning fermentlar komissiyasi kodi 2.2.1.6 dir, ya'ni ferment transketolaza yoki transaldolaza bo'lib, aldegid yoki keton qoldiqlarini o'tkazadigan transferazlar ostida tasniflanadi. Bunday holda, asetolaktaza sintazasi transketolaza bo'lib, u katabolik va anabolik shakllarga ega bo'lib, oldinga va orqaga harakat qiladi. Ular ketonga ta'sir qiladi (piruvat ) va metabolik zanjirda oldinga va orqaga o'tishi mumkin. Ular odamlarda, hayvonlarda, o'simliklarda va bakteriyalarda uchraydi. O'simliklarda ular metabolik jarayonlarga yordam berish uchun xloroplastlarda joylashgan.[9] Nonvoylarning xamirturushida ular mitoxondriyada joylashgan.[11] Bir nechta tajribalarda shuni ko'rsatdiki, Escherichia coli K-12 ning mutatsiyalangan shtammlari fermentsiz, faqat atsetat yoki oleat ishtirokida faqat uglerod manbalari sifatida o'sishga qodir emas.[12]

FADni bog'lamaydigan katabolik versiya (InterProIPR012782 ) ba'zi bakteriyalarda uchraydi.

Katalitik faollik

Asetolaktat sintezi, shuningdek atsetohidroksi kislota sintazasi deb ham ataladi, bu piruvatning atsetolaktatga aylanishi bilan bog'liq bo'lgan fermentdir:

2 CH3COCO2O2CC (OH) (CH3COCH3 + CO2

Ikki piruvat molekulasini bir-biriga bog'lab qo'yish uchun reaktsiyada tiamin pirofosfat ishlatiladi. Ushbu reaktsiyaning natijasi bo'lgan atsetolaktat oxir-oqibat valin, leytsin va izoleusinga aylanadi. Ushbu uch aminokislotaning barchasi muhim aminokislotalar va odamlar tomonidan sintez qilinishi mumkin emas. Bu ham tizimli nomga olib keladi piruvat: piruvat asetaldegidetransferaza (dekarboksilatlash).Bu ferment litsin va valin uchun biosintez tsiklidagi bir qancha fermentlarning birinchisi bo'lib, dastlabki piruvat molekulalarini oladi va piruv kislotasidan aminokislotalarga o'tishni boshlaydi. Buning uchun javobgar bo'lgan o'ziga xos qoldiq - oqsil tarkibidagi 511 pozitsiyasidagi glitsin. Bu uning ishlashi uchun TPP kofaktorini talab qiladigan narsa.

Ushbu fermentning katalitik faolligi uchun to'rtta o'ziga xos qoldiq javobgardir. Ular keyin yozilgan kofaktorlar bilan bu erda keltirilgan.

QoldiqLavozimKofaktorlar
Valin485HE3
Metionin513HE3
Histidin643-
Glitsin511IES

Ushbu proteinning asosiy ketma-ketligi Sichqoncha qulog'i quyida keltirilgan. Katalitik faollik bilan shug'ullanadigan qoldiqlar qalinlashtiriladi. "ThDP motifida" Mg (2+) ga hal qiluvchi karboksilat ligand bo'lgan Asp428 mutagenezi AHAS II ning Mg (2+) ga yaqinligini pasayishiga olib keladi. Mutant D428N MDP (2+) bilan to'yinganlikda yovvoyi turga o'xshash ThDP yaqinligini ko'rsatsa, D428E ThDP ga yaqinligi pasaygan. Ushbu mutatsiyalar fermentning K (+) ga bog'liqligiga ham olib keladi.[13]

Birlamchi ketma-ketlik.[14] Katalitik qoldiqlar qalin
> sp

Tormozlanish va bir nechta omillar tufayli bu sekin protsedura.

Tartibga solish

Sichqoncha quloqli kresloda ikkita katalitik ALS zanjiri (InterProIPR012846 ) ikkita tartibga soluvchi kichik bo'linmalar bilan murakkablashadi (InterProIPR004789 ), QQS va At2g31810.[15][16] Bunday tartib bakterial va ökaryotik ALSda keng tarqalgan. Getromerik tuzilish 1984 yilda E. coli va eukaryotlarda (S. cerevisiae va Porfira Purpurea) 1997 yilda.[17] Normativ oqsillarning aksariyati ACT domeniga ega (InterProIPR002912 ) va ularning ba'zilari a NiKR o'xshash C-terminal (InterProIPR027271 ).

Bakteriyalarda (E. coli)), Asetolaktat sintaz uch juft izoformadan iborat. Har bir juftlik katta subunitni o'z ichiga oladi, bu mas'ul deb o'ylashadi kataliz va uchun kichik bir birlik teskari aloqa inhibatsiyasi. Har bir kichik birlik juftligi yoki mos ravishda ALS I, II va III o'z-o'zidan joylashgan operon, ilvBN, ilvGM va ilvIH (bu erda ilvN tartibga solinadigan ilvB va aksincha). Ushbu operonlar birgalikda tarvaqaylab zanjirli aminokislotalar biosintezida ishtirok etadigan bir qancha fermentlarni kodlaydi. Har bir operon uchun reglament turlicha.[18]

The ilvGMEDA operon ilvGM (ALS II) juftligini hamda a ni kodlaydi tarvaqaylab zanjirli-aminokislotali transaminaza (ilvE), dihidroksi-kislota dehidrataza (ilvD) va treonin ammiak-liaza (ilvA). Bu tomonidan tartibga solinadi teskari aloqa inhibatsiyasi shaklida transkripsiya susayishi. Anavi, transkripsiya yo'lning oxirgi mahsulotlari - tarvaqaylab zanjirli aminokislotalar ishtirokida kamayadi.

The ilvBNC operon ilvBN (ALS I) juftligini va a ni kodlaydi ketol-kislota reduktuizomeraza (ilvC). U xuddi shunday tartibga solingan, ammo izoletsin va lösinga xosdir; valin unga bevosita ta'sir qilmaydi.

Ikkalasi ham ilvGMEDA va ilvBNC tarmoqli zanjirli aminokislotalarning etishmovchiligi paytida operonlar ularni siqib chiqaradigan mexanizm yordamida derepressiyaga uchraydi. Bu ikkala operon ham, uchinchisi ham, ilvIH, tomonidan tartibga solinadi leytsinga sezgir oqsil (Lrp).[iqtibos kerak ]

Inhibitorlar

Inhibitorlar ALS bu o'simliklarning ta'sirlangan o'simliklarini asta-sekin och qoldiradigan gerbitsid sifatida ishlatiladi aminokislotalar, bu oxir-oqibat DNK sintezining inhibisyoniga olib keladi. Ular o'tlarga va dikotlarga bir xil ta'sir ko'rsatadi. ALS inhibitori oilasiga kiradi sulfanilureatlar (SU), imidazolinonlar, triazolopirimidinlar, pirimidinil oksibenzoatlar va sulfanilamino karbonil triazolinonlar.[19]

Klinik ahamiyati

CADASIL, subkortikal infarktlarning qaytalanishi bilan tavsiflangan aniqlangan autosomal dominant holat dementia, ilgari "ILVBL" geniga 2-cM oralig'ida, D19S226-D19S199 xaritasida joylashtirilgan. Dan ajratilgan yuqori polimorfik mikrosatellit markeri D19S841 bilan rekombinatsiya hodisasi kuzatilmagan. kosmid ushbu mintaqaga xaritada ko'rsatilgan. Yo'q mutatsiya CADASIL bemorlarida ushbu genda aniqlangan bo'lib, bu ushbu kasallikka aloqador emasligini ko'rsatmoqda.[7]

O'zaro aloqalar

Tadqiqotda Escherichia coli, FAD ilvB ning majburiy domeni ko'rsatilgan o'zaro ta'sir qilish ilvN bilan va AHAS I fermentini faollashtiring.[20]

Adabiyotlar

  1. ^ PDB: 1YHY​; McCourt JA, Pang SS, King-Scott J, Guddat LW, Duggleby RG (2006 yil yanvar). "O'simliklar atsetohidroksiatsid sintaz tuzilishida gerbitsid bilan bog'lanish joylari aniqlandi". Amerika Qo'shma Shtatlari Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. 103 (3): 569–73. Bibcode:2006 yil PNAS..103..569M. doi:10.1073 / pnas.0508701103. PMC  1334660. PMID  16407096.
  2. ^ a b v GRCh38: Ensembl relizi 89: ENSG00000105135 - Ansambl, 2017 yil may
  3. ^ a b v GRCm38: Ensembl relizi 89: ENSMUSG00000032763 - Ansambl, 2017 yil may
  4. ^ "Human PubMed ma'lumotnomasi:". Milliy Biotexnologiya Axborot Markazi, AQSh Milliy Tibbiyot Kutubxonasi.
  5. ^ "Sichqoncha PubMed ma'lumotnomasi:". Milliy Biotexnologiya Axborot Markazi, AQSh Milliy Tibbiyot Kutubxonasi.
  6. ^ Chipman D, Barak Z, Schloss QK (iyun 1998). "2-aseto-2-gidroksidli kislotalarning biosintezi: atsetolaktat sintazlari va asetohidroksiatsid sintazlari". Biochimica et Biofhysica Acta (BBA) - oqsil tuzilishi va molekulyar enzimologiya. 1385 (2): 401–19. doi:10.1016 / S0167-4838 (98) 00083-1. PMID  9655946.
  7. ^ a b Joutel A, Ducros A, Alamowitch S, Cruaud C, Domenga V, Maréchal E, Vahedi K, Chabriat H, Bousser MG, Tournier-Lasserve E (1996 yil dekabr). "CADASIL kritik mintaqasida bakterial asetolaktat sintaz genlari xaritalarining inson gomologi". Genomika. 38 (2): 192–8. doi:10.1006 / geno.1996.0615. PMID  8954801.
  8. ^ "Entrez Gen: ILVBL ilvB (bakterial atsetolaktat sintaz) o'xshash".
  9. ^ a b "Asetolaktat sintaz, xloroplastik (P17597) .
  10. ^ "SCOPe 2.07: oqsillarning tarkibiy tasnifi - kengaytirilgan".
  11. ^ "ILV2 - asetolaktat sintaz katalitik birligi, mitoxondriyal prekursor - Saccharomyces cerevisiae (shtamm ATCC 204508 / S288c) (novvoy xamirturushi) - ILV2 geni va oqsili". www.uniprot.org.
  12. ^ Deyli FE, Kronan JE (1986 yil fevral). "Asetohidroksi kislota sintaz I, yagona uglerod manbai sifatida atsetat ustida o'sish paytida Escherichia coli K-12 tarkibidagi izoleusin va valin biosintezi uchun zarur ferment". Bakteriologiya jurnali. 165 (2): 453–60. doi:10.1128 / jb.165.2.453-460.1986. PMC  214440. PMID  3511034.
  13. ^ Bar-Ilan A, Balan V, Tittmann K, Golbik R, Vyazmenskiy M, Xyubner G, Barak Z, Chipman DM. Asetohidroksiatsid sintazida tiamin difosfatning bog'lanishi va faollashishi. Biokimyo. 2001 yil 2 oktyabr; 40 (39): 11946-54
  14. ^ "ALS - Asetolaktat sintaz, xloroplastik kashfiyotchi - Arabidopsis taliana (Sichqoncha qulog'i kremi) - ALS geni va oqsili". www.uniprot.org.
  15. ^ Chen X, Saksa K, Zhao F, Qiu J, Xiong L (avgust 2010). "O'simliklarda tarvaqaylab zanjirli aminokislotalar biosintezini kuchaytirish uchun yo'llarni boshqarishning genetik tahlili". O'simlik jurnali. 63 (4): 573–83. doi:10.1111 / j.1365-313X.2010.04261.x. PMID  20497381.
  16. ^ Lee YT, Duggleby RG (iyun 2001). "Arabidopsis thaliana acetohydroxyacid synthase ning regulyativ subunitini aniqlash va uning katalitik birligi bilan qayta tiklash". Biokimyo. 40 (23): 6836–44. doi:10.1021 / bi002775q. PMID  11389597.
  17. ^ Duggleby RG (1997 yil may). "Ikki ökaryotda asetolaktat sintaz kichik subunit genini aniqlash". Gen. 190 (2): 245–9. doi:10.1016 / s0378-1119 (97) 00002-4. PMID  9197540.
  18. ^ Valle J, Da Re S, Shmid S, Skurnik D, D'Ari R, Gigo JM (yanvar 2008). "Valin aminokislotasi doimiy bakterial biofilmlarda ajralib chiqadi". Bakteriologiya jurnali. 190 (1): 264–74. doi:10.1128 / JB.01405-07. PMC  2223729. PMID  17981982.
  19. ^ Chjou Q, Liu V, Chjan Y, Liu KK (2007 yil oktyabr). "Asetolaktat sintazni inhibe qiluvchi gerbitsidlarning ta'sir mexanizmlari". Pestitsid biokimyosi va fiziologiyasi. 89 (2): 89–96. doi:10.1016 / j.pestbp.2007.04.004.
  20. ^ Mitra A, Sarma SP (fevral 2008). "Escherichia coli ilvN ilvB ning FAD bog'lanish sohasi bilan o'zaro ta'sir qiladi va AHAS I fermentini faollashtiradi". Biokimyo. 47 (6): 1518–31. doi:10.1021 / bi701893b. PMID  18193896.

Tashqi havolalar