Войти
| Малеат изомераза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Малеат-изомераза из Pseudomonas putida | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| ЕС нет. | 5.2.1.1 | ||||||||
| № CAS | 9023-74-9 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Просмотр IntEnz | ||||||||
| BRENDA | BRENDA запись | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| КЕГГ | Запись в KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| ПРИАМ | профиль | ||||||||
| Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Генная онтология | Amigo / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
В энзимологии, А малеат изомераза ( EC 5.2.1.1 ), или малеат цис-Tran изомеразу, является членом Asp / Glu рацемаза надсемейства обнаружили у бактерий. Он отвечает за катализ цис-транс-изомеризации двойной связи C2-C3 в малеате с образованием фумарата, который является важным промежуточным продуктом в цикле лимонной кислоты. Для катализа необходимо присутствие экзогенного меркаптана.
Иллюстрация общей изомеризации, катализируемой малеат-изомеразойМалеат изомераза участвует в бутаноате метаболизме и никотинат и никотинамид метаболизма. Это важный фермент на последнем этапе метаболического разложения никотиновой кислоты. В последнее время малеат-изомераза стала промышленной мишенью для разложения табачных отходов. Он также привлекает внимание из-за его участия в производстве аспарагиновой кислоты и малеиновой кислоты.
Малеат-изомераза используется множеством видов бактерий, включая Pseudomonas fluorescens, Alcaligenes faecalis, Bacillus stearothermophilus, Serratia marcescens, Pseudomonas putida и Nocardia farcinica. Фермент имеет молекулярную массу 74000 и число оборотов 1800 моль на моль белка в минуту.
Аналогично другим членам рацемазы Asp / Glu, малеат-изомераза образована двумя идентичными протомерами с плоской поверхностью димеризации. Каждый протомер малеат-изомеразы имеет два домена, соединенных псевдодвойной симметрией, причем каждый домен вносит один каталитический цистеин, который имеет решающее значение для активности изомеразы в активном сайте. Эксперимент показывает, что замена любого цистеина серином значительно снижает скорость реакции фермента.
Помимо каталитических цистеинов, несколько других остатков в активном центре важны для распознавания субстрата и помогают стабилизировать промежуточные продукты реакции. Например, малеат-изомераза из Pseudomonas putida S16 использует Asn17, и Asn169 образуют водородные связи с карбоксилатной группой малеата, удаленного от Cys82. Водородная связь Tyr139 с карбоксилатной группой малеата проксимальнее Cys82. Pro14 и Val84 осуществляют ван-дер-ваальсовы взаимодействия с атомами углерода C2 и C3 малеата.
Считается, что механизм действия малеат-изомеразы подобен другим членам рацемазы Asp / Glu, хотя до конца не изучен. Один из предполагаемых механизмов реакции малеат-изомеразы Nocardia farcinia следующий. В активном центре малеат-изомеразы Cys76 сначала депротонируется, чтобы более эффективно действовать как нуклеофил. Атом серы депротонированного Cys76 затем несет прямую нуклеофильную атаку на атом C2 малеата, ковалентно связываясь с атомом C2. Одновременно тиоловый протон Cys194 переносится на атом C3 малеата с образованием промежуточного сукцинил-цистеина. Вновь образованная одинарная связь C2 – C3 затем поворачивается, при этом связь Cys76S – C2 диссоциируется, а атом C3 малеата депротонируется с помощью Cys194, образуя таким образом фумарат с регенерацией нейтрального Cys194. У некоторых типов бактерий малеат кажется полностью скрытым внутри полости малеат-изомеразы и не может быть виден на поверхности фермента.
Один из предложенных механизмов реакции малеат-изомеразы (C1, C2, C3, C4 - четыре атома углерода в малеате сверху вниз) Малеат-изомераза может быть использована для получения фумаровой кислоты, важного строительного материала для реакций полимеризации и этерификации, в результате изомеризации малеиновой кислоты. Малеиновая кислота производится из малеинового ангидрида.
Малеиновой кислоты, также могут быть превращены в фумаровой кислоты путем термического или каталитического цис - транс - изомеризации. Однако эти методы конверсии происходят при высоких температурах, что вызывает образование побочных продуктов из малеиновой и фумаровой кислот, в результате выходы ниже равновесных. Эта проблема была основной мотивацией для альтернативной ферментативной стратегии с малеат-изомеразой, которая облегчила бы изомеризацию без побочных продуктов.
Известно, что даже при умеренных температурах природная малеат-изомераза нестабильна. По этой причине разрабатываются и применяются термостойкие малеатные изомеразы. Например, для улучшения процесса использовали термостабильные малеатные изомеразы, полученные из Bacillus stearothermophilus, Bacillus brevis и Bacillus sporothermodurans. В исследовании с использованием Pseudomonas alcaligenes XD-1 коэффициент превращения малеиновой кислоты в фумаровую кислоту может достигать 95%.
Биологический портал 