1. Geraniltransferaza Tuzilishi

Geraniltransferaza

Reja

1. Geraniltransferaza

2. Tuzilishi

3. Mexanizm

4. Funktsiya

5.Xulosa

Geraniltransferaza

Enzimologiyada geraniltransferaza (EC2.5.1.10) kimyoviy reaktsiyani katalizlovchi fermentdir.geranildifosfat + izopentenil difosfat ⇌ {\ displaystyle \ rightleftharpoons} difosfat + trans, trans-farnesyl difosfate Shunday qilib, bu fermentning ikkita substrati geranildifosfat (10 ta uglerod atomining kashfiyotchisi) va izopentenil difosfat (5 ta uglerod atomiga ega kashshof) bo'lib, uning ikkita mahsuloti difosfat va trans-farnesil difosfat (15 ta uglerod atomiga ega mahsulot).Ushbu ferment transferazlar oilasiga, xususan metildan tashqari, aril yoki alkil guruhlarini olib boruvchi fermentlarga tegishli .

Nomenklatura

sistematik Ushbu fermentlar sinfining nomi geranildifosfat: izopentenil difosfat geraniltransferaza. Boshqa keng tarqalgan ismlarga quyidagilar kiradi:

farnesil difosfat sintaz

geraniltransferaza I

preniltransferaza

farnesil pirofosfat sintetaza

farnesil pirofosfat sintetaza

Umumiy qisqartmalarga quyidagilar kiradi: FPS, FDS, FPPS va FDPS

Tuzilishi

Geranil transferazning bir turi bo'lgan farnesil pirofosfat sintaz (FPPS) ning tuzilishi va mexanizmi yaxshi tushunilgan. FPPS - ~ 30 kDa Mg ga bog'liq bo'lgan homodimerik ferment, izopentenil pirofosfat (IPP) va dimetilalil pirofosfatning ikkita ekvivalentidan (E, E) -farnesil pirofosfatni ketma-ket sintez qiladi .

FPPS, ko'plab preniltransferazalarga xos bo'lgan uchta qatlamli a-spiral katlamadan foydalaning, ular orasida 11 ta spiral va ularning orasidagi egiluvchan ilmoqlar mavjud. Markazda joylashgan spirallar (a4 va a8) tarkibida konservalangan aspartat motiflari (DDXXD) mavjud bo'lib, ular substratni bog'lash va kataliz qilishda ishtirok etadi. Aspartat qoldiqlari, suvning kislorod atomlari va pirofosfat uchta Mginni oktaedral tarzda muvofiqlashtiradi. Trisiklik Mg kompleksi DMAPP bilan bog'lanish va ajralib chiqadigan pirofosfat guruhini barqarorlashtirish uchun juda muhimdir, o'sayotgan uglevodorod quyruq esa chuqur gidrofob cho'ntakka kirib boradi. Joyga yo'naltirilgan mutagenez tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, izoprenoid mahsulotining oxirgi uzunligi hidrofob cho'ntak bazasida katta miqdordagi qoldiqlar (ko'pincha fenyalanin) bilan aniqlanadi.

Mexanizm

Kristalli tuzilmalar va kinetik tahlillar asosida FPPS kondensatlanish reaktsiyasini uchta muvofiqlashtirilgan bosqichda katalizatsiyalashga ishonadi: (1) ionlash, (2) kondensatsiya va (3) olib tashlash.Birinchi qadamda uchta Mg dimetilalil pirofosfat (DMAPP) bo'yicha anyonik ajralib chiqadigan guruh - pirofosfatni barqarorlashtiradi. Pirofosfatning yo'qolishi dimetilalilda allil karbokatsiya hosil bo'lishiga olib keladi. Ikkinchi bosqichda izopentil pirofosfat (IPP) tarkibidagi reaktiv C3-C5 qo'shaloq bog'lanish 5 uglerodli / 5-uglerodli kondensatlanish reaktsiyasida ilgari hosil bo'lgan dimetilalilkarbokatsiyaga nukleofil ravishda hujum qiladi. Oxirgi bosqichda Mg uch yadroli markazida saqlanib qolgan pirofosfat, geranil pirofosfat hosil qilish uchun eliminatsiya reaktsiyasida katalitik asos bo'lib xizmat qiladi. Geranil pirofosfat ionlanishining ikkinchi ketma-ket tsikli, IPP bilan kondensatsiya va eliminatsiya farnesil pirofosfat hosil qiladi.

Funktsiya

Geraniltransferaza - bu xolesterin, porfirin, karotenoid, ubikvinon va izoprenoid yo'llarini o'z ichiga olgan ko'plab biosintez yo'llarida ishtirok etadigan, arxeologik, bakterial va evkarian fermentlarining evolyutsion ravishda saqlanib qolgan sinfidir. Turli tadqiqotlar xloroplastlar, mitoxondriyalar, sitosol va peroksizomalarda FPPS ni aniqladi.

Xolesterolni sintez qilishda mahsulot - farnesil pirofosfat, boshqa farnesil pirofosfat bilan quyruqdan quyruqgacha qaytaruvchi kondensatsiyada iste'mol qilinib, skvalen sintaz orqali 30 ta uglerod birikmasini hosil qiladi. Biyosintezdagi yana bir necha bosqichdan so'ng skvalen xolesterolning to'g'ridan-to'g'ri kashshofi bo'lgan lanosterolga aylanadi. Ta'kidlash joizki, sterollar FPPS ekspressionini proksimal FPPS promouterida ikkita sis-regulyatsion omil (teskari CAAT bloki va SRE-3) orqali boshqaradi. O'simliklarda porfirin va karotenoidlar fotosistemalarda yorug'likni olishga yordam beradigan qo'shimcha pigmentlardir. Ubiquinone - uyali nafas olishning elektron transport zanjiridagi asosiy elektron tashuvchisi. Izoprenoidlar - bu lipidlar va gormonlar uchun biosintez qiluvchi kashshof bo'lib xizmat qiladigan birikmalarning katta guruhi.

Farnesil va geranil pirofosfat ham prenillangan oqsillar uchun kashshof bo'lib xizmat qiladi. Prenilatsiya - bu oqsillarni membranalarda lokalizatsiya qilish yoki bir-biriga bog'lanishiga imkon beradigan C-terminalli CaaX motiflarining translyatsiyadan keyingi kovalent modifikatsiyasining keng tarqalgan turi. Birinchisining yorqin misoli Ras, CDC42, Rho va Rac kabi kichik G oqsillarining farnesillanishidir. Farnesil yoki geranilgeranil guruhlarida mavjud bo'lgan hidrofobik alifatik zanjirlarning birikishi kichik G oqsillarini membranalarga bog'lanishiga va effektor funktsiyalarini bajarishiga imkon beradi.

Xulosa

FPPS fosamaks (alendronat) va aktonel (risedronat) kabi bifosfonat dorilariga qaratilgan. Bifosfonat preparatlari odatda suyak kasalliklari, jumladan, Paget kasalligi, osteolitik metastazlar va postmenopozal osteoporoz uchun buyuriladi. Bifosfonat preparatlari osteoporotik bemorlarda suyak to'qimasini saqlashga yordam beradi va giperkalsemik bemorlarda qonda kaltsiy miqdorini pasaytiradi va suyakni qayta so'rib oluvchi osteoklastlarda FPPS ni inhibe qiladi. FPPS-IPP-rissendronat uchli kompleksi rissendronatning trisiklik Mg kompleksi bilan bog'lanishini va hidrofob cho'ntak bilan DMAPP ga o'xshash tarzda o'zaro ta'sir qilishini namoyish etdi.

IPP va DMAPP analogli DMSPP (PDB ID: 1RQI) bilan FPPS homodimerining kristalli tuzilishi. Monomerlar binafsha va to'q ko'k ranglarda ko'rsatilgan. Hidrofob cho'ntagidagi qoldiqlar sariq rangda ta'kidlangan. Cho'ntakning asosini yashil qoldiq (fenilalanin) hosil qiladi. Gidrofob cho'ntagini ta'kidlash uchun 90 daraja burilgan monomer strukturasi 1-qutida ko'rsatilgan. Inset 2 aspartat vositachiligidagi trinuclear Mg katalitik uchastkasi (kumush sharlar) bilan birga faol uchastkaning yuqori ko'rinishini ko'rsatadi.