Войти
| β-N-ацетилгексозаминидаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Гексозаминидаза A (Hex A) | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер EC | 3.2.1.52 | ||||||||
| Номер CAS | 9012-33-3 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | IntEnz view | ||||||||
| BRENDA | Запись BRENDA | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Запись KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| PRIAM | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Онтология генов | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
гексозаминидаза (EC 3.2.1.52, бета-ацетиламинодезоксигексозидаза, N-ацетил-бета-D-гексозаминидаза, N-ацетил-бета-гексозаминидаза, N-ацетилгексозаминидаза, бета-гексозаминидаза, бета-ацетилгексозаминидаза, бета-DN-ацетилгексозаминидаза, бета-N-ацетил-D-гексозаминидаза, бета-N-ацетилглюкозаминидаза, гексозам inidase A, N-ацетилгексозаминидаза, бета-D-гексозаминидаза) представляет собой фермент, участвующий в гидролизе концевых остатков N-ацетил-D- гексозамина в N -ацетил-β-D-гексозаминиды.
Функциональные лизосомные ферменты β-гексозаминидазы имеют димерную структуру. Три изофермента продуцируются комбинацией субъединиц α и β с образованием любого из трех активных димеров:
| гексозаминидаза. изофермент | состав субъединицы | функция |
|---|---|---|
| A | α / β гетеродимер | только изофермент, который может гидролизовать G M2 ганглиозид in vivo |
| B | β / β гомодимер | существует в тканях, но неизвестная физиологическая функция |
| S | α / α гомодимер | существует в тканях, но его физиологическая функция неизвестна. |
Субъединицы α и β кодируются отдельными генами, HEXA и HEXB соответственно. Бета-гексозаминидаза и кофактор GM2протеин-активатор катализируют разложение G M2ганглиозидов и других молекул, содержащих концевые N-ацетилгексозамины. Генные мутации в HEXB часто приводят к болезни Сандхоффа ; тогда как мутации в HEXA уменьшают гидролиз ганглиозидов G M2, что является основной причиной болезни Тея – Сакса.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Несмотря на то, что альфа- и бета-субъединицы лизосомальной гексозаминидазы могут расщеплять остатки GalNAc, только альфа-субъединица способна гидролизовать G M2 ганглиозидов из-за ключевого остатка Arg -424 и петлевой структуры, которая образуется из аминокислотной последовательности в альфа-субъединице. Петля в альфа-субъединице, состоящая из Gly -280, Ser -281, Glu -282 и Pro -283, которые отсутствует в бета-субъединице, служит идеальной структурой для связывания активаторного белка G M2 (G M2 AP), а аргинин необходим для связывания N-ацетил- остаток нейраминовой кислоты ганглиозидов G M2. Белок-активатор G M2 транспортирует ганглиозиды G M2 и представляет липиды гексозаминидазе, поэтому функциональный фермент гексозаминидаза способен гидролизовать G M2 ганглиозидов в ганглиозиды G M3 путем удаления остатка N-ацетилгалактозамина (GalNAc) из ганглиозидов G M2.
A Michaelis комплекс, состоящий из остатка глутамата, остатка GalNAc на ганглиозиде G M2 и остатка аспартата, приводит к образованию промежуточного иона оксазолиния. Остаток глутамата (альфа Glu-323 / бета Glu-355) работает как кислота, отдавая свой водород гликозидному атому кислорода на остатке GalNAc. Остаток аспартата (альфа-Asp-322 / бета-Asp-354) позиционирует C2-ацетаминдогруппу так, что она может быть атакована нуклеофилом (атом кислорода N-ацетамидо на углероде 1 субстрата). Остаток аспартата стабилизирует положительный заряд на атоме азота в промежуточном ионе оксазолиния. После образования промежуточного соединения иона оксазолиния вода атакует электрофильный ацетальный углерод. Глутамат действует как основание, депротонируя воду, что приводит к образованию комплекса продукта и ганглиозида G M3.
Гидролиз ганглиозида G M2 до G M3 ганглиозид, катализируемый гексозаминидазой А. 
Механизм гидролиза ганглиозида G M2 и удаления остатка GalNAc с образованием ганглиозида G M3. Существует множество мутаций, которые приводят к дефициту гексозаминидазы, включая делеции генов, бессмысленные мутации и миссенс-мутации. Болезнь Тея – Сакса возникает, когда гексозаминидаза А теряет способность функционировать. Люди с болезнью Тея-Сакса не могут удалить остаток GalNAc из ганглиозида G M2, и в результате они накапливают в 100-1000 раз больше ганглиозидов G M2 мозг, чем у нормального человека. Только в детских случаях болезни Тея – Сакса было обнаружено более 100 различных мутаций.
Наиболее частая мутация, которая встречается более чем у 80 процентов пациентов Тея – Сакса, возникает в результате добавления четырех пар оснований (TATC) в экзоне 11 гена Hex A. Эта вставка приводит к ранней остановке кодона, который вызывает дефицит Hex A.
Дети, рожденные с Tay-Sachs, обычно умирают в возрасте от двух до четырех лет от аспирации и пневмонии. Тай-Сакс вызывает церебральную дегенерацию и слепоту. Пациенты также испытывают вялость конечностей и судороги. На данный момент не существует излечения или эффективного лечения болезни Тея-Сакса.
NAG-тиазолин, NGT, действует как механический ингибитор гексозаминидазы А. У пациентов с болезнью Тея-Сакса (неправильно свернутый) гексозаминидаза A), NGT действует как молекулярный шаперон, связываясь в активном центре гексозаминидазы A, что помогает создать правильно свернутую гексозаминидазу A. Стабильная димерная конформация гексозаминидазы A имеет способность покидать эндоплазматический ретикулум и направляется в лизосому, где он может выполнять деградацию ганглиозидов G M2. Две субъединицы гексозаминидазы A показаны ниже:
Показано, что активный сайт альфа-субъединицы связан с NAG-тиазолином (NGT) в бета-гексозаминидазе. PDB : 2GK1 Светло-зеленый контур, окружающий NGT, представляет поверхность Ван-дер-Ваальса NGT. Важнейшие аминокислоты в активном сайте, которые способны образовывать водородную связь с NGT, включают аргинин 178 и глутамат 462. 
Показано, что активный сайт бета-субъединицы связан с NAG-тиазолином (NGT) в бета-гексозаминидазе. PDB : 2GK1 Голубой контур, окружающий NGT, представляет поверхность Ван-дер-Ваальса NGT. Важнейшие аминокислоты в активном центре, которые способны образовывать водородную связь с NGT, включают глутамат 491 и аспартат 452. Бифункциональный белок NCOAT (n ядерный c итоплазматическая O -GlcNAcase и a цетил t рансфераза), который кодируется геном MGEA5, обладает как активности гексозаминидазы и гистонацетилтрансферазы. NCOAT также известен как гексозаминидаза C и имеет отличную субстратную специфичность по сравнению с лизосомальной гексозаминидазой A. однонуклеотидный полиморфизм в гене O-GlcNAcase человека связан с сахарным диабетом 2 типа.
A Четвертый полипептид гексозаминидазы млекопитающих, который был обозначен как гексозаминидаза D (HEXDC), был недавно идентифицирован.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
