Подписаться

Бета-глюкуронидаза

Последняя правка сделана 2021-05-12 14:17:15 Править
бета-глюкуронидаза
Бета-глюкуронидаза Homotetramer.jpg Глюкуронидаза Гомотетрамер. (предполагаемая биологическая единица)
Идентификаторы
Номер EC 3.2.1.31
Номер CAS 9001-45-0
Базы данных
IntEnz IntEnz view
BRENDA Запись BRENDA
ExPASy Обзор NiceZyme
KEGG Запись KEGG
MetaCyc метаболический путь
PRIAM профиль
PDB структурыRCSB PDB PDBe PDBsum
Онтология генов AmiGO / QuickGO
глюкуронидаза, бета
Димер бета-глюкуронидазы.jpg Асимметричная единица бета-глюкуронидазы, показывающая остатки активного сайта Glu451, Tyr504 и Glu540 вместе с t Потенциально поддерживающий остаток Asn450
Идентификаторы
СимволGUSB
Ген NCBI 2990
HGNC 4696
OMIM 611499
RefSeq NM_000181
UniProt P08236
Другие данные
Номер EC 3.2.1.31
Locus Chr. 7 q11.21

Бета-глюкуронидазы являются членами семейства гликозидаз из ферментов, которые катализируют распад комплекса углеводы. Человеческая β-глюкуронидаза представляет собой тип глюкуронидазы (член семейства гликозидаз 2), который катализирует гидролиз остатков β-D- глюкуроновой кислоты с невосстанавливающего конца мукополисахариды (также упоминаемые как гликозаминогликаны ), такие как гепарансульфат. Человеческая β-глюкуронидаза находится в лизосоме. В кишечнике щеточная кайма β-глюкуронидаза превращает конъюгированный билирубин в неконъюгированную форму для реабсорбции. Бета-глюкуронидаза также присутствует в грудном молоке, что способствует неонатальной желтухе. Белок кодируется геном GUSB у человека и геном uidA у бактерий.

Содержание

  • 1 Структура
  • 2 Механизм катализа
  • 3 Синдром Слая
  • 4 Молекулярные приложения: использование в качестве репортерного гена
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Дополнительная литература
  • 8 Внешние ссылки

Структура

β-глюкуронидаза человека синтезируется в виде 80 кДа мономер (653 аминокислоты ) до протеолиза удаляет 18 аминокислот с С-концевого конца до образуют мономер 78 кДа. Бета-глюкуронидаза существует в виде гомотетрамера 332 кДа . Бета-глюкуронидаза содержит несколько примечательных структурных образований, в том числе тип бета-цилиндра, известный как цилиндр желе-ролла, и цилиндр TIM.

Механизм катализа

β-глюкуронидаза человека гомологичен ферменту Escherichia coli, β-галактозидаза. Это гомологичное отношение, а также знание того, что гликозидазы часто проводят гидролиз, катализируемый двумя кислотными остатками, позволили разработать механистическую гипотезу. Эта гипотеза предполагает, что два остатка глутаминовой кислоты Glu540 и Glu451 являются нуклеофильными и кислотными остатками, соответственно, и что тирозиновый остаток Tyr504 также участвует в катализе. В поддержку этой гипотезы экспериментальные мутации в любом из этих трех остатков приводят к значительному снижению ферментативной активности. Повышенная активность мутантного фермента E451A (где Glu451 заменен остатком аланина ) после добавления азида согласуется с Glu451 в качестве кислотно-основного остатка. Используя анализ меченых пептидов β-глюкуронидазы после гидролиза субстрата, который вступает в очень стабильную промежуточную стадию, исследователи определили, что Glu540 является нуклеофильным остатком.

Хотя конкретный тип нуклеофильное замещение, используемое β-глюкуронидазой, неясно, данные о механизмах их гомологов в семействе гликозидаз предполагают, что эти реакции являются качественно SN2 реакциями. Реакции протекают через переходное состояние с характеристиками иона оксокарбения. Первоначально эти механизмы, из-за этой оксокарбениевой характеристики переходного состояния, были предложены как SN1 реакции, протекающие через дискретный оксокарбениевый ион промежуточное соединение. Однако более поздние данные свидетельствуют о том, что эти состояния ионов оксокарбения имеют время жизни 10 фемтосекунд - 0,1 наносекунды (аналогично периоду колебаний связи ). Эти времена жизни слишком короткие, чтобы относить их к промежуточному продукту реакции. Из этих данных следует, что эти реакции, хотя и имеют вид S N 1 из-за характеристик ионов оксокарбения в их переходных состояниях, качественно должны быть реакциями S N 2.

Специфическая активность Tyr504 в каталитическом механизме неясна. На основе сравнения структурных данных гомологичного фермента ксиланазы было высказано предположение, что Tyr504 β-глюкуронидазы может стабилизировать уходящий нуклеофил (Glu540) или модулировать его активность.

В дополнение к Эти остатки, консервативный остаток аспарагина (Asn450) был предложен для стабилизации субстрата за счет действия водородной связи у 2-гидроксильной группы сахарного субстрата.

синдром Слая

Дефицит бета-глюкуронидазы приводит к аутосомно-рецессивному наследственному метаболическому заболеванию, известному как Sly синдром или Мукополисахаридоз VII. Дефицит этого фермента приводит к накоплению негидролизованных мукополисахаридов у пациента. Это заболевание может быть крайне тяжелым для пациента или может привести к водянке плода до рождения. Кроме того, у выживших пациентов наблюдаются умственная отсталость, низкий рост, грубые черты лица, аномалии позвоночника, увеличение печени и селезенки. Это заболевание было смоделировано на группе мышей, а также на семье собак. Совсем недавно исследователи обнаружили семейство кошачьих, у которых наблюдается дефицит активности β-глюкуронидазы. Источник этого снижения активности был идентифицирован как мутация E351K (Glu351 мутирован до остатка лизина). Glu351 является консервативным у видов млекопитающих, что предполагает важную функцию этого остатка. Исследование структуры рентгеновского кристалла человека позволяет предположить, что этот остаток (Glu352 в человеческом ферменте), который заложен глубоко внутри ствола TIM домена, может быть важным для стабилизации третичной структуры фермента. В кристаллической структуре кажется, что Arg216, член домена желеобразного ролика белка, образует солевой мостик с Glu352; следовательно, Glu352, вероятно, участвует в стабилизации взаимодействия между двумя различными трехмерными доменами фермента.

Молекулярные применения: использование в качестве репортерного гена

В молекулярной биологии β-глюкуронидаза используется в качестве репортерного гена для мониторинга экспрессии гена в клетках млекопитающих и растений. Мониторинг активности β-глюкуронидазы с помощью анализа GUS позволяет определять пространственную и временную экспрессию рассматриваемого гена.

  • Молекулярные графические изображения были получены с использованием пакета UCSF Chimera из ресурса для биокомпьютинга., Визуализация и информатика в Калифорнийском университете в Сан-Франциско (при поддержке NIH P41 RR-01081).

См. Также

Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: mail@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте