Bisphosphoglycerat mutase

Bisphosphoglycerat mutase (EC 5.4.2.4, BPGM) er et enzym unikt for erytrocytter og placentaceller [2] . Det er ansvarligt for den katalytiske syntese af 2,3-bisphosphoglycerat (2,3-BPG) fra 1,3-bisphosphoglycerat . BFGM har også funktionerne som en mutase og en phosphatase , men disse er meget mindre aktive, i modsætning til dens glykolytiske slægtning, phosphoglycerat mutase (PGM), som opretholder disse to funktioner, men som også kan katalysere syntesen af ​​2,3-BPG til en mindre grad.

Fordeling i væv

Da bisphosphoglyceratmutases hovedfunktion er syntesen af ​​2,3-BPG, findes dette enzym kun i erytrocytter og placentaceller [ 3] . I glykolyse ville konvertering af 1,3-BPG til 2,3-BPG være meget ineffektiv, da det blot tilføjer endnu et unødvendigt trin. Da 2,3-BPG's hovedrolle er at flytte ligevægten af ​​hæmoglobin mod deoxytilstanden, er produktionen kun nyttig i celler, der indeholder hæmoglobin, erytrocytter og placentaceller.

Funktion

1,3-BPG dannes som et mellemprodukt i glykolyse . BFGM tager derefter dette og konverterer det til 2,3-BPG, som har en vigtig funktion i ilttransport . 2,3-BPG binder sig med høj affinitet til hæmoglobin, hvilket forårsager en konformationsændring, der resulterer i frigivelse af ilt. Lokalt væv kan derefter absorbere fri ilt. Dette er også vigtigt for moderkagen, hvor føtalt og moderens blod er så tæt på hinanden. Når moderkagen producerer 2,3-BPG, frigives en stor mængde ilt fra nærliggende moderhæmoglobin, som derefter kan dissociere og binde sig til føtalt hæmoglobin, som har en meget lavere affinitet til 2,3-BPG [3] .

Struktur

Generelt

BFGM er en dimer bestående af to identiske proteinunderenheder, som hver har sit eget aktive sted. Hver underenhed består af seks β-strenge, β AF, og ti α-helixer, α1-10. Dimerisering sker langs βC- og α3-fladerne af begge monomerer [4] . BPGM er ca. 50 % identisk med dets PGM-modstykke, hvor væsentlige rester af det aktive sted bevares i næsten alle PGM'er og BPGM'er.

Vigtige aminosyrer

• His 11 : nukleofil til omdannelse af 1,2-BPG til 1,3-BPG. Roterer frem og tilbage med His-188 for at tage en lineær position for at angribe 1'-phosphatgruppen.
• His 188 : er involveret i den overordnede stabilitet af proteinet [4] såvel som i dannelsen af ​​hydrogenbindinger med substratet, som His-11, som det trækker ind i den katalytiske position.
• Arg90 : selvom denne positivt ladede rest ikke er direkte involveret i binding, er den essentiel for proteinets overordnede stabilitet . Kan erstattes af lysin med ringe effekt på katalyse [4] .
• Cys 23 : har ringe effekt på den overordnede struktur, men påvirker i høj grad enzymets reaktivitet [5] .

Katalysemekanisme

1,3-BPG binder til det aktive sted , hvilket forårsager en konformationel ændring , hvor mellemrummet omkring det aktive sted lukker på substratet og låser det sikkert på plads. 1,3-BPG danner et stort antal hydrogenbindinger med omgivende rester, hvoraf mange er positivt ladede, hvilket i høj grad begrænser dets mobilitet. Dens stivhed antyder en meget entalpi betinget association. Konformationelle ændringer får His 11 til at rotere, delvist hjulpet af hydrogenbinding til His 188 . His 11 er på linje med phosphatgruppen og passerer derefter gennem SN 2-mekanismen, hvor His 11 er en nukleofil , der angriber phosphatgruppen. 2'-hydroxylgruppen angriber derefter fosfatet og fjerner det fra His11 , hvorved der dannes 2,3-BPG.

Referencer

1. ↑ PDB 1T8P ; Wang Y, Wei Z, Bian Q, Cheng Z, Wan M, Liu L, Gong W (september 2004). "Krystalstruktur af human bisphosphoglycerat mutase". J Biol. Chem . 279 (37): 39132-8. DOI : 10.1074/jbc.M405982200 . PMID  15258155 .
2. ↑ "Ny placental ekspression af 2,3-bisphosphoglycerat mutase". Placenta . 27 (8): 924-7. August 2006. doi : 10.1016/j.placenta.2005.08.010 . PMID  16246416 .
3. ↑ 1 2 "Ny placental ekspression af 2,3-bisphosphoglycerat mutase". Placenta . 27 (8): 924-7. August 2006. doi : 10.1016/j.placenta.2005.08.010 . PMID  16246416 .Pritlove DC, Gu M, Boyd CA, Randeva HS, Vatish M (august 2006).
4. ↑ 1 2 3 “Aminosyrerester involveret i det katalytiske sted af human erytrocytbisphosphoglyceratmutase. Funktionelle konsekvenser af substitutioner af His10, His187 og Arg89". Eur. J Biochem . 213 (1): 493-500. April 1993. DOI : 10.1111/j.1432-1033.1993.tb17786.x . PMID  8477721 .
5. ^ "Kritisk rolle for human bisphosphoglycerat mutase Cys22 i phosphataseaktivator-bindingsstedet". J Biol. Chem . 272 (22): 14045-50. Maj 1997. doi : 10.1074/jbc.272.22.14045 . PMID  9162026 .

Yderligere læsning

• Fujita T; et al. (1. december 1998). "Human erythrocyt bisphosphoglycerat mutase: inaktivering ved glycation in vivo og in vitro". J Biochem . 124 (6): 1237-44. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a022243 . PMID  9832630 .

Links

• MeSH Mutase Bisphosphoglycerat Mutase
• Kode KF 5.4.2.4