Fosfoglyceratkinas

Fosfoglyceratkinasidentifierare
_
EG nr.	2.7.2.3
CAS-nr.	9001-83-6
Databaser
IntEnz	IntEnz-vy
BRENDA	BRENDA inträde
ExPASy	NiceZyme-vy
KEGG	KEGG inträde
MetaCyc	Metabolisk väg
PRIAM	profil
PDB- strukturer	RCSB PDB PDBe PDB summa
Genontologi	AmiGO / QuickGO
Sök PMC artiklar PubMed artiklar NCBI proteiner

Fosfoglyceratkinas
Struktur av fosfoglyceratkinas från jäst.
Identifierare
Symbol	PGK
Pfam	PF00162
InterPro	IPR001576
PROSITE	PDOC00102
SCOP2	3pgk / SCOPe / SUPFAM
Tillgängliga proteinstrukturer: Pfam   strukturer / ECOD   PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsumma struktur sammanfattning

Fosfoglyceratkinas ( EC 2.7.2.3 ) (PGK 1) är ett enzym som katalyserar den reversibla överföringen av en fosfatgrupp från 1,3-bisfosfoglycerat (1,3-BPG) till ADP som producerar 3-fosfoglycerat (3-PG) och ATP :

1,3-bisfosfoglycerat + ADP ⇌ glycerat 3-fosfat + ATP

Som alla kinaser är det ett transferas . PGK är ett huvudenzym som används i glykolys , i det första ATP-genererande steget i den glykolytiska vägen. Vid glukoneogenes fortsätter reaktionen som katalyseras av PGK i motsatt riktning och genererar ADP och 1,3-BPG.

Hos människor har två isozymer av PGK hittills identifierats, PGK1 och PGK2. Isozymerna har 87-88% identisk aminosyrasekvensidentitet och även om de är strukturellt och funktionellt lika, har de olika lokaliseringar: PGK2, kodad av en autosomal gen, är unik för meiotiska och postmeiotiska spermatogena celler, medan PGK1, kodad på X :en -kromosom , uttrycks överallt i alla celler.

Biologisk funktion

PGK finns i alla levande organismer som ett av de två ATP-genererande enzymerna i glykolys. I den glukoneogena vägen katalyserar PGK den omvända reaktionen. Under biokemiska standardförhållanden gynnas den glykolytiska riktningen.

I Calvin-cykeln i fotosyntetiska organismer katalyserar PGK fosforyleringen av 3-PG och producerar 1,3-BPG och ADP, som en del av reaktionerna som regenererar ribulos-1,5-bisfosfat .

PGK har rapporterats uppvisa tiolreduktasaktivitet på plasmin , vilket leder till angiostatinbildning , vilket hämmar angiogenes och tumörtillväxt . Enzymet visade sig också delta i DNA-replikation och reparation i däggdjurscellkärnor .

Det humana isozymet PGK2, som endast uttrycks under spermatogenes, visade sig vara väsentligt för spermiefunktionen hos möss.

Interaktiv vägkarta

Klicka på gener, proteiner och metaboliter nedan för att länka till respektive artiklar.

[[Fil:

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

[[ ]]

|alt=Glykolys och glukoneogenes redigera ]]

Glykolys och glukoneogenes redigera

Strukturera

Översikt

PGK finns i alla levande organismer och dess sekvens har varit mycket konserverad under hela evolutionen. Enzymet existerar som en monomer med 415 rester innehållande två nästan lika stora domäner som motsvarar proteinets N- och C-terminaler. 3-fosfoglycerat (3-PG) binder till N-terminalen, medan nukleotidsubstraten, MgATP eller MgADP, binder till enzymets C-terminala domän. Denna utökade tvådomänstruktur är associerad med storskaliga "gångjärnsböjande" konformationsförändringar, liknande de som finns i hexokinas . De två domänerna av proteinet är separerade av en klyfta och länkade av två alfa-helixar . I kärnan av varje domän finns ett 6-strängat parallellt beta-ark omgivet av alfaspiraler. De två loberna kan vikas oberoende av varandra, i överensstämmelse med närvaron av mellanprodukter på vikningsvägen med en enda domän vikt. Även om bindningen av endera substratet utlöser en konformationsförändring , sker endast genom bindningen av båda substraten domänstängning, vilket leder till överföring av fosfatgruppen.

Enzymet har en tendens att existera i den öppna konformationen med korta perioder av förslutning och katalys, vilket möjliggör snabb diffusion av substrat och produkter genom bindningsställena; den öppna konformationen av PGK är mer konformationellt stabil på grund av exponeringen av en hydrofob region av proteinet vid domänförslutning.

Magnesiums roll

Magnesiumjoner är normalt komplexbundna till fosfatgrupperna, nukleotidsubstraten av PGK. Det är känt att i frånvaro av magnesium sker ingen enzymaktivitet. Den bivalenta metallen hjälper enzymliganderna att skydda den bundna fosfatgruppens negativa laddningar, vilket tillåter den nukleofila attacken att inträffa; denna laddningsstabilisering är ett typiskt kännetecken för fosfoöverföringsreaktion. Det är teoretiskt att jonen också kan uppmuntra domänförslutning när PGK har bundit båda substraten.

Mekanism

Fosfoglyceratkinasmekanism vid glykolys.

Utan någondera substratbunden existerar PGK i en "öppen" konformation . Efter att både trios- och nukleotidsubstraten är bundna till de N- respektive C-terminala domänerna, inträffar en omfattande gångjärnsböjningsrörelse, vilket för domänerna och deras bundna substrat nära varandra och leder till en "sluten" konformation. Sedan, i fallet med den framåtriktade glykolytiska reaktionen, initierar beta-fosfatet av ADP en nukleofil attack på 1-fosfatet av 1,3-BPG. Lys219 på enzymet leder fosfatgruppen till substratet.

PGK fortsätter genom ett laddningsstabiliserat övergångstillstånd som gynnas framför arrangemanget av det bundna substratet i det slutna enzymet eftersom i övergångstillståndet stabiliseras alla tre fosfatsyrer av ligander , i motsats till endast två stabiliserade syreämnen i det initiala bundna tillståndet .

I den glykolytiska vägen är 1,3-BPG fosfatdonatorn och har en hög fosforylöverföringspotential. Den PGK-katalyserade överföringen av fosfatgruppen från 1,3-BPG till ADP för att ge ATP kan driva koloxidationsreaktionen från föregående glykolytiska steg (omvandling av glyceraldehyd-3-fosfat till 3-fosfoglycerat ).

förordning

Enzymet aktiveras av låga koncentrationer av olika multivalenta anjoner, såsom pyrofosfat, sulfat, fosfat och citrat. Höga koncentrationer av MgATP och 3-PG aktiverar PGK, medan Mg2+ vid höga koncentrationer icke-konkurrensmässigt hämmar enzymet.

PGK uppvisar en bred specificitet mot nukleotidsubstrat. Dess aktivitet hämmas av salicylater, som verkar efterlikna enzymets nukleotidsubstrat.

Makromolekylär trängsel har visat sig öka PGK-aktiviteten i både datorsimuleringar och in vitro -miljöer som simulerar ett cellinteriör; som ett resultat av trängsel blir enzymet mer enzymatiskt aktivt och mer kompakt.

Sjukdomsrelevans

Brist på fosfoglyceratkinas (PGK) är en X-kopplad recessiv egenskap associerad med hemolytisk anemi , psykiska störningar och myopati hos människor, beroende på form – det finns en hemolytisk form och en myopatisk form. Eftersom egenskapen är X-kopplad uttrycks den vanligtvis fullt ut hos män, som har en X-kromosom; drabbade kvinnor är vanligtvis asymtomatiska. Tillståndet är ett resultat av mutationer i Pgk1, genen som kodar för PGK1, och tjugo mutationer har identifierats. På molekylär nivå försämrar mutationen i Pgk1 den termiska stabiliteten och hämmar enzymets katalytiska aktivitet. PGK är det enda enzymet i den omedelbara glykolytiska vägen som kodas av en X-kopplad gen. Vid hemolytisk anemi uppstår PGK-brist i erytrocyterna . För närvarande finns ingen definitiv behandling för PGK-brist.

PGK1-överuttryck har associerats med magcancer och har visat sig öka invasiviteten hos magcancerceller in vitro . Enzymet utsöndras av tumörceller och deltar i den angiogena processen, vilket leder till frisättning av angiostatin och hämning av tillväxt av tumörblodkärl.

På grund av dess breda specificitet mot nukleotidsubstrat är PGK känt för att delta i fosforyleringen och aktiveringen av HIV antiretrovirala läkemedel , som är nukleotidbaserade.

Humana isozymer

fosfoglyceratkinas 1- identifierare Symbol PGK1 NCBI-genen 5230 HGNC 8896 OMIM 311800 RefSeq NM_000291 UniProt P00558 Övriga uppgifter EG-nummer 2.7.2.3 Ställe Chr. X q13.3 Söka efter Strukturer Schweizisk modell Domäner InterPro

fosfoglyceratkinas 2- identifierare Symbol PGK2 NCBI-genen 5232 HGNC 8898 OMIM 172270 RefSeq NM_138733 UniProt P07205 Övriga uppgifter EG-nummer 2.7.2.3 Ställe Chr. 6 p21-q12 Söka efter Strukturer Schweizisk modell Domäner InterPro

externa länkar

• Fosfoglycerat+kinas vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
• Illustration på arizona.edu

Den här artikeln innehåller text från det offentliga området Pfam och InterPro : IPR001576