EPSP-синтаза (3-фосфошикимат-1-карбоксивинилтрансфераза) | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
EPSP-синтаза, связанная с шикиматом. | |||||||||
Идентификаторы | |||||||||
Номер EC | 2.5.1.19 | ||||||||
номер CAS | 9068-73-9 | ||||||||
Базы данных | |||||||||
IntEnz | IntEnz view | ||||||||
BRENDA | BRENDA entry | ||||||||
ExPASy | NiceZyme view | ||||||||
KEGG | Запись KEGG | ||||||||
MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
PRIAM | профиль | ||||||||
PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Ген Онтология | AmiGO / QuickGO | ||||||||
|
EPSP-синтаза (3-фосфошикимат 1-карбоксивинилтрансфераза) | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ленточная диаграмма EPSP-синтазы | |||||||||
Идентификаторы | |||||||||
Символ | EPSP_synthase | ||||||||
Pfam | PF00275 | ||||||||
InterPro | IPR001986 | ||||||||
PROSITE | PDOC00097 | ||||||||
SCOPe | 1eps / SUPFAM | ||||||||
|
5-енолпирувилшикимат-3-фосфат (EPSP ) синтаза представляет собой фермент продуцируется растениями и микроорганизмами. EPSPS катализирует химическую реакцию :
Таким образом, два субстратами этого фермента являются фосфоенолпируват (PEP) и 3-фосфо- шикимат, тогда как два его продукта представляют собой фосфат и 5-енолпирувилшикимат-3-фосфат.
Этот фермент не присутствует у животных, поэтому он представляет собой привлекательную биологическую мишень для гербицидов, таких как глифосат. Устойчивый к глифосату вариант этого гена использовался в генетически модифицированных культурах.
Фермент принадлежит к семейству трансфераз, а именно тех, которые переносят арил или алкильные группы, кроме метил групп. систематическое название этого класса ферментов - фосфоенолпируват: 3-фосфошикимат 5-O- (1-карбоксивинил) трансфераза . Другие широко используемые названия включают:
EPSP-синтаза представляет собой мономерный фермент с молекулярной массой около 46000. Он состоит из двух доменов, которые соединены белковой цепью. Эта цепь действует как шарнир и может сблизить два белковых домена. Когда субстрат связывается с ферментом, связывание лиганда заставляет две части фермента зажиматься вокруг субстрата в активном центре.
ВПСП-синтаза была разделена на две группы в соответствии с чувствительностью к глифосату. Фермент класса I, содержащийся в растениях и некоторых бактериях, ингибируется при низких микромолярных концентрациях глифосата, тогда как фермент класса II, обнаруженный у других бактерий, устойчив к ингибированию глифосатом.
ВПСП-синтаза участвует в биосинтезе ароматических аминокислот фенилаланина, тирозина и триптофана через путь шикимата у бактерий, грибов и растений. ВПСП-синтаза продуцируется только растениями и микроорганизмами; кодирующий его ген отсутствует в геноме млекопитающих. Флора кишечника некоторых животных содержит EPSPS.
EPSP-синтаза катализирует реакцию, которая превращает шикимат-3- фосфат плюс фосфоенолпируват до 5-енолпирувилшикимат-3-фосфата (EPSP) посредством ацеталь -подобного тетраэдрического промежуточного соединения. Основные и аминокислоты в активном сайте участвуют в депротонировании гидроксильной группы PEP и в стадиях протонного обмена, связанных с к самому тетраэдрическому промежуточному соединению, соответственно.
Исследования кинетики фермента для этой реакции определили конкретную последовательность и энергетику каждой стадии процесса.
EPSP-синтаза является биологической мишенью для гербицида глифосата. Глифосат является конкурентным ингибитором PEP, действующим как аналог переходного состояния, который более прочно связывается с комплексом EPSPS-S3P, чем PEP, и ингибирует путь шикимата. Это связывание приводит к ингибированию катализа фермента и закрывает путь. В конечном итоге это приводит к гибели организма из-за нехватки ароматических аминокислот, необходимых организму для выживания.
Вариант фермента, который был устойчив к глифосату и все еще был достаточно эффективным для обеспечения адекватного роста растений, был идентифицирован Ученые Monsanto после долгих проб и ошибок в штамме Agrobacterium под названием CP4, который, как было обнаружено, выжил в колонне с подачей отходов на предприятии по производству глифосата; эта версия фермента, CP4 EPSPS, была разработана в нескольких генетически модифицированных культурах.