Fosfoglukomutaza

Fosfoglukomutaza ili fosfat glukomutaza, glukozna fosfomutaza i 'fosfoglukozna mutaza (EC broj: 5.4.2.2) – u biohemiji – je enzim sa sistemskim imenom alfa-D-glukoza 1,6-fosfomutaza.[1]

Fosfoglukomutaza
Identifikatori
EC broj 5.4.2.2
CAS broj 9001-81-4
baze podataka
IntEnz IntEnz pregled
BRENDA BRENDA odrednica
ExPASy NiceZyme pregled
KEGG KEGG odrednica
MetaCyc metabolički put
PRIAM profil
PDB strukture RCSB PDB PDBe PDBsum


Fosfoglukomutaza iz mišića zeca

Ovaj enzim katalizira slijedeću hemijsku reakciju

alfa-D-glukoza 1-fosfat D-glukoza 6-fosfat

Maksimalnu aktivnost ostvaruje u prisustvu alfa-D-glukoza 1,6-bisfosfata.

Prenosi osfatnu grupu sa α-D-glukoznog monomera iz pozicije 1' do 6 'položaja u smjeru naprijed ili sa 6' na 1 'položaj , u obrnutom smjeru.[2][3][4][5]

Preciznije, to omogućava unutrašnje pretvaranje glukoza 1-fosfata i glukoza 6-fosfata.

StrukturaUredi

Dok fosfoglukomutaza u mišićima zeca služii kao prototip za većinuorganizama, novija obrazloženja sgrađe ovog enzima bakterija, na osnovu kristalne strukture, pokazuju veliki broj istih definiranih karakteristika. Svaka fosfoglukomutazna monomera može se podijeliti u četiri domena: I-IV, na osnovi zadane prostorne konfiguracije enzima (vidi sliku desno).

Svaki monomer se sastoji od četiri različite α / β strukturne jedinice, od kojih svaka sadrži jednu od četiri niti u svakoj monomeri je β-list, koji se sastoji samo od ostataka u datoj sekvenci domene (vidi sliku desno). Gubitak aktivnog mjesta (uključujući Ser-116, kritični ostatak na enzimu koji je fosforiliziran/i defosforiliziran), u hidrofobnoj nutrašnjosti enzima, služi da isključi vodu iz kontraproduktivne hidrolizacije kritične fosfoesterske veze, dok još uvijek omogućava pristup aktivnoog mjesta podlozi.

 
Četiri domene fosfoglukomutaze u mišiću zeca

FunkcijaUredi

Uloga u glikogenoliziUredi

Djelovanjem glikogen fosforilaze katalizira se fosforolistko cijepanje jednog glukozilnog ostataka iz glikogenskog polimera. Tako oslobođena glukoza ima fosfatnu grupu na ugljiku 1. Ova glukoza 1-fosfat molekula nije sama po sebi koristan metabolički međuprodukt, ali fosfoglukomutaza katalizira konverziju ovog glukoza 1-fosfata u glukozu 6-fosfat.

Sudbina glukoza 6-fosfata je metabolički ovisi o potrebama ćelija u vrijeme kada je generirana. Ako je u ćeliji nizak nivo na energije, onda će glukoza 6-fosfat proći glikolitski put, koji na kraju donosi dvije molekule adenozin trifosfata. Ako je ćeliji je potreban biosintetički repromaterijal, glukoza 6-fosfat će ući u pentozni fosfat, gdje će proći kroz niz reakcija iz kojih nastaje riboza i / ili NADPH, ovisno o ćelijskim uvjetima.

Ako se ova reakcija odvija u jetri, enzim glukoza 6-fosfataza može katalizirati konverziju glukozo 6-fosfata u glukozu, koja može biti upotrebljena u drugim ćelijama jetre. Mišićnim ćelijama, međutim, nedostaje glukozo 6-fosfataza, tako da svoje zalihe glikogena ne mogu podijeliti s ostatkom tijela.

Uloga u glikogeneziUredi

Fosfoglukomutaza također djeluje u suprotnom smjeru kada je visok nivo glukoze u krvi. U ovom slučaju, fosfoglukomutaza katalizira konverziju glukoza 6-fosfata (koji se lahko generira iz glukoze, djelovanjem heksozakinazom) u glukozo 1-fosfat.

Ova glukoza-1-fosfat onda može reagirati s uridin trifosfatom (UTP) dajući UDP-glukozu u reakciji koja je katalizirana UDP-glukoza-pirofosforilazom. Ako se aktivira insulin, glikogen sintaza će se nastaviti na razgrađivati glukozu iz kompleksa UDP-glukoze, ka glikogenskom polimeru.

Mehanizam reakcijeUredi

 
Mehanizam fosfoglukomutazne katalize interkonverzije glukoza 1-fosfata i glukoza 6-fosfata

Učinak fosfoglukomutaze je u zamjeni fosforil grupe fosforil grupom enzimskog supstrats. Prvi korak u reakciji naprijed je transfer fosforl grupe sa enzima u glukoza 1-fosfat, formiranjem glukoza 1,6-bisfosfata i ostavljajući defosforilirani oblik enzima. Analize su pokazale da defosforilizirani enzim onda omogućava transfer fosforil grupe iz glukoze-1,6-bisfosfata međuprodukta do enzima, regenerirajući fosforiliranu fosfoglukomutazu, a nastaje glukoza 6-fosfat (u smjeru naprijed ). Kasnije strukturne studije su potvrdile je da je mjesto na enzimu koji postaje fosforilizirano i defosforlizirano kisik u aktivnom mjestu iz serinskog ostatka (vidi dijagram).

Za enzimsku aktivnost, potreban je bivalentni metalni ion, obično magnezij ili kadmij, a pokazalo se da je u na aktivnom mjestu serina, kompleks direktno esterificiran. Ovo formiranje glukozo 1,6-bisfosfatnog međuprodukta je analogno interkonverziji 2-fosfoglicerata i 3-fosfoglicerata katalizovanih fosfoglicerat mutazom , u kojoj se 2,3-bisfosphoglicerat generira kao međuproizvod.[6][7]

Također pogledajteUredi

ReferenceUredi

  1. ^ Joshi J. G., Handler P. (1964): Phosphoglucomutase. I. Purification and properties of phosphoglucomutase from Escherichia coli. J. Biol. Chem., 239: 2741-2751, pmid = 14216423.
  2. ^ Voet D., Voet J. (1995): Biochemistry, 2nd Ed. Wiley, http://www.wiley.com/college/math/chem/cg/sales/voet.html.
  3. ^ Bugg T. (1997): An introduction to enzyme and coenzyme chemistry. Blackwell Science, Oxford, ISBN 0-86542-793-3.
  4. ^ Lindhorst T. (2007): Essentials of carbohydrate chemistry and biochemistry. Wiley-VCH, 3527315284}}
  5. ^ Robyt F. (1997): Essentials of carbohydrate chemistry. Springer, ISBN 0387949518.
  6. ^ Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, ISBN 9958-9344-1-8.
  7. ^ Hunter G. K. (2000): Vital Forces. The discovery of the molecular basis of life. Academic Press, London 2000, ISBN 0-12-361811-8.

Vanjski linkoviUredi