Войти
| пируватдегидрогеназа (переносящая ацетил) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Кристаллографическая структура пируватдегидрогеназы (ПДГ). PH представляет собой димер с шестью доменами с областями α (синий), α '(желтый), β (красный) и β' (бирюзовый), обозначенными разными цветами. Пирофосфат тиамина (ТФФ) показан серым цветом в виде шарика и палочек, два иона магния фиолетовым цветом подвергаются металлической связи с ТФФ, а два иона калия - оранжевым. | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| ЕС нет. | 1.2.4.1 | ||||||||
| № CAS | 9014-20-4 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
Пируватдегидрогеназа - это фермент, который катализирует реакцию пирувата и липоамида с образованием ацетилированного дигидролипоамида и диоксида углерода. Для преобразования необходим кофермент тиаминпирофосфат.
Пируватдегидрогеназа обычно встречается как компонент, называемый E1, пируватдегидрогеназного комплекса (PDC). PDC состоит из других ферментов, называемых E2 и E3. Совместно E1-E3 превращает пируват, NAD +, кофермент A в ацетил-CoA, CO 2 и NADH. Преобразование имеет решающее значение, потому что ацетил-КоА может затем использоваться в цикле лимонной кислоты для осуществления клеточного дыхания. Чтобы отличить этот фермент от PDC, его систематически называют пируватдегидрогеназой (переносящей ацетил).
Упрощенный механизм реакции пируватдегидрогеназы. Кофермент TPP показан с сокращенными заместителями. Пирофосфат тиамина (TPP) превращается в илид путем депротонирования. Илид атакует кетонную группу пирувата. Образующиеся аддукты декарбоксилаты. Полученный 1,3-диполь восстанавливает ацетилирование липоамида-E2.
Что касается деталей, биохимические и структурные данные для E1 выявили механизм активации кофермента TPP путем образования консервативной водородной связи с остатком глутамата (Glu59 в человеческом E1) и наложения V-конформации, которая приводит к N4 'атому аминопиримидина к внутримолекулярной водородной связи с атомом С2 тиазолия. Эта уникальная комбинация контактов и конформаций TPP в конечном итоге приводит к образованию реактивного C2-карбаниона. После того как кофактор TPP декарбоксилат пирувата, ацетильная часть становится гидроксиэтильным производным, ковалентно присоединенным к TPP.
E1 - мультимерный белок. Е1 млекопитающих, включая Е1 человека, являются тетрамерными и состоят из двух α- и двух β-субъединиц. Некоторые бактериальные E1, включая E1 из Escherichia coli, состоят из двух одинаковых субъединиц, каждая из которых равна сумме молекулярных масс α- и β-субъединиц.
Субъединица Е1 пируватдегидрогеназы E. coli. Цвета представляют разные цепочки. Структура определена Arjunan et al. Биохимия 2002. Создано с помощью PyMol. .
E1 имеет два каталитических центра, каждый из которых обеспечивает пирофосфат тиамина ( TPP ) и ион магния в качестве кофакторов. Α-субъединица связывает ион магния и пирофосфатный фрагмент, в то время как β-субъединица связывает пиримидиновый фрагмент TPP, вместе образуя каталитический сайт на границе раздела субъединиц.
Активный сайт для пирувата - дегидрогеназы (изображения, созданной из PDB : 1NI4 ) проводит ТЭС через металлическое лигирования ион магния (фиолетовую область) и через водородные связи с аминокислотами. В то время как в активном центре можно найти более 20 аминокислот, аминокислоты Tyr 89, Arg 90, Gly 136, Val 138, Asp 167, Gly 168, Ala 169, Asn, 196 и His 263 фактически участвуют в водородных связях, чтобы удерживать TPP и пируват (здесь не показаны) в активном сайте. Аминокислоты показаны в виде проволок, а TPP имеет форму шарика и палочек. Активный сайт также способствует переносу ацила на TPP в липоамид, ожидающий на E2.
Фосфорилирование E1 киназой пируватдегидрогеназы (PDK) инактивирует E1, а затем и весь комплекс. PDK ингибируется дихлоруксусной кислотой и пируватом, что приводит к увеличению количества активного, нефосфорилированного PDH. Фосфорилирование отменяется фосфатазой пируватдегидрогеназы, которая стимулируется инсулином, PEP и AMP, но конкурентно ингибируется ATP, NADH и Acetyl-CoA.
Пируватдегидрогеназа нацелена на аутоантиген, известный как антимитохондриальные антитела (АМА), что приводит к прогрессирующему разрушению мелких желчных протоков печени, что приводит к первичному билиарному циррозу. Эти антитела, по-видимому, распознают окисленный белок, возникший в результате воспалительных иммунных реакций. Некоторые из этих воспалительных реакций могут быть связаны с чувствительностью к глютену, поскольку более 50% пациентов с острой печеночной недостаточностью в одном исследовании показали немитохондриальные аутоантитела против тканевой трансглутаминазы. Другие митохондриальные аутоантигены включают оксоглутаратдегидрогеназу и комплекс дегидрогеназы альфа-кетокислот с разветвленной цепью, которые являются антигенами, распознаваемыми антимитохондриальными антителами.
Дефицит пируватдегидрогеназы (ПДГ) - это врожденное дегенеративное метаболическое заболевание, возникающее в результате мутации комплекса пируватдегидрогеназы (PDC), расположенного на Х-хромосоме. Хотя дефекты были идентифицированы во всех 3 ферментах комплекса, субъединица E1-α преимущественно является виновником. Нарушение цикла лимонной кислоты из-за дефицита ПДГ лишает организм энергии и приводит к аномальному накоплению лактата. Дефицит ПДГ является частой причиной лактоацидоза у новорожденных и часто проявляется тяжелой летаргией, плохим кормлением, тахипноэ и случаями смерти.
Белки человека, обладающие активностью пируватдегидрогеназы, включают:
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
У бактерий существует форма пируватдегидрогеназы (также называемая пируватоксидазой, EC 1.2.2.2), которая связывает окисление пирувата до ацетата и диоксида углерода с восстановлением ферроцитохрома. В E. coli этот фермент кодируется геном оспы B, а белок имеет кофактор флавина. Этот фермент увеличивает эффективность роста кишечной палочки в аэробных условиях.
|
|---|
 АТФ ADP     АТФ ADP   + + 2 × Глицеральдегид-3- фосфатдегидрогеназа НАД + + P i НАДН + Н + НАД + + P i НАДН + Н + 2 ×  ADP АТФ ADP АТФ 2 × 3-фосфоглицерат 2 × 2 × 2-фосфоглицерат 2 × Phosphopyruvate гидратаз ( енолаз ) H 2 O H 2 O 2 × Фосфоенолпируват 2 × ADP АТФ 2 × Пируват 2 × |
Биологический портал 