Войти
| аргининдекарбоксилаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Трехмерное изображение пентамера гомодимеров аргининдекарбоксилазы | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер ЕС | 4.1.1.19 | ||||||||
| Номер CAS | 9024-77-5 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | IntEnz view | ||||||||
| BRENDA | BRENDA entry | ||||||||
| ExPASy | NiceZyme view | ||||||||
| KEGG | KEGG entry | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| PRIAM | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Онтология гена | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
Кислотно-индуцированная аргининдекарбоксилаза (AdiA), также обычно называемый аргининдекарбоксилазой, представляет собой фермент, ответственный за катализ превращения L-аргинина в агматин и диоксид углерода. В процессе декарбоксилирования потребляется протон и используется пиридоксаль-5'-фосфат (PLP) кофактор, аналогичный другим ферментам, участвующим в метаболизме аминокислоты, такие как орнитиндекарбоксилаза и. Он обнаружен в бактериях и вирусах, хотя большинство исследований до сих пор сосредоточено на формах этого фермента в бактериях. Во время декарбоксилирования аргинина, катализируемого AdiA, необходимый протон потребляется из клеточной цитоплазмы, что помогает предотвратить чрезмерное накопление протонов внутри клетки и служит для увеличения внутриклеточного pH. Аргининдекарбоксилаза является частью ферментативной системы Escherichia coli (E. coli), Salmonella Typhimurium и метанпродуцирующих бактерий Methanococcus jannaschii, которая делает эти организмы кислыми устойчивы и позволяют им выжить в сильно кислой среде.
Аргининдекарбоксилаза - это мультимер белковых субъединиц. Например, форма этого фермента в E. coli - ок. 800 кДа декамер идентичных субъединиц и составлен как пентамер из димеров. Каждую субъединицу можно разделить на пять доменов : (1) амино-концевой домен крыла, (2) линкерный домен, (3) PLP-связывающий домен, (4) аспартатаминотрансфераза - (AspAT-) подобный малому домену и (5) карбокси-концевой домен. AspAT-подобный малый домен, PLP-связывающий домен и карбоксиконцевой домен образуют открытую чашеобразную структуру. Крыловой домен простирается от трех других доменов как ручка чаши, а линкерный домен соединяет эти две части вместе. В целом, пять доменов связаны друг с другом посредством водородных связей и электростатических взаимодействий..
Мономер аргининдекарбоксилазы, показывая: (A) Крыловой домен (фиолетовый); (B) линкерный домен (красный); (C) PLP-связывающий домен (оранжевый); (D) AspAT-подобный небольшой домен (синий); (E) карбокси-концевой домен (зеленый). Генерируется из 2VYC. В аргининдекарбоксилазе E. coli каждый гомодимер имеет два активных сайта, которые скрыты примерно на 30 Å от поверхности димера. Активный сайт, обнаруженный в PLP-связывающем домене, состоит из кофактора PLP, связанного с остатком лизина в форме основания Шиффа. фосфатная группа PLP удерживается на месте за счет водородной связи со спиртовыми боковыми цепями нескольких остатков серина и треонина, а также за счет водородной связи с имидазол боковая цепь остатка гистидина. Протонированный азот в ароматическом кольце PLP связан водородом с карбоксилатом в боковой цепи аспарагиновой кислоты..
Ключевые остатки, которые взаимодействуют с PLP в активном сайте. Генерируется из 2VYC. Механизм действия аргининдекарбоксилазы аналогичен другим дезаминирующим и декарбоксилирующим ферментам PLP при использовании в нем промежуточного соединения основания Шиффа. Первоначально остаток Lys386 замещается в реакции трансаминирования подсостоянием L-аргинина с образованием основания Шиффа аргинина с кофактором PLP. Затем происходит декарбоксилирование карбоксилатной группы аргинина, при этом предполагается, что разорванная связь C-C перпендикулярна кольцу PLP пиридина. Пиридиновая азотная группа действует как электроноакцепторная группа, которая способствует разрыву связи C-C. Протонирование аминокислоты приводит к образованию нового основания Шиффа, которое впоследствии подвергается реакции трансаминирования остатком лизина аргининдекарбоксилазы, регенерируя каталитически активный PLP и высвобождая агмантин в виде товар. Хотя была выдвинута гипотеза, что протонированный остаток гистидина участвует в стадии протонирования в качестве источника протонов, идентичность протонодонорного остатка в аргининдекарбоксилазе еще не подтверждена.
Механизм действия аргининдекарбоксилазы (AdiA) Аргининдекарбоксилаза является одним из основных компонентов (AR3), который позволяет E. coli, чтобы выжить достаточно долго в очень кислой среде желудка, чтобы пройти через пищеварительный тракт и заразить человека хозяина. Фермент потребляет цитоплазматический протон в реакции декарбоксилирования, предотвращая слишком кислый pH клетки. Активность фермента зависит от pH окружающей среды. При более основных клеточных уровнях pH фермент существует в неактивной форме гомодимера, поскольку электростатическое отталкивание между отрицательно заряженными кислотными остатками в доменах крыльев предотвращает сборку гомодимеров в каталитически активный декамер.. Когда клеточная среда становится более кислой, эти остатки становятся нейтрально заряженными в результате протонирования. При меньшем электростатическом отталкивании между гомодимерами фермент может собираться в виде каталитически активного декамера. Эта конкретная стратегия сборки, используемая аргининдекарбоксилазой E. coli, также обычно используется другими ацидофильными организмами, чтобы справиться с кислыми условиями роста. В целом активность аргининдекарбоксилазы в отношении кислотостойкости двукратная. Поверхностные белковые остатки гомодимера поглощают протоны, что приводит к образованию активных декамеров, которые дополнительно увеличивают потребление протонов в результате реакции декарбоксилирования. Аргининдекарбоксилаза работает в тандеме с другим компонентом AR3, который обменивает внеклеточный субстрат аргинина на внутриклеточный побочный продукт декарбоксилирования.
