Glyceratdehydrogenas
| Glyceratdehydrogenas | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Glyoxylatreduktas/Hydroxipyruvatreduktas. Kvartär struktur av 2 homodimerer av GRHPR bundna till NADPH och (D)-glycerat.
| |||||||||
| Identifierare | |||||||||
| EG nr. | 1.1.1.29 | ||||||||
| CAS-nr. | 9028-37-9 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
Inom enzymologi är ett glyceratdehydrogenas ( EC 1.1.1.29 ) ett enzym som katalyserar den kemiska reaktionen
- (D)-glycerat + NAD + hydroxipyruvat + NADH + H +
är de två substraten för detta enzym (R)-glycerat och NAD + , medan dess 3 produkter är hydroxipyruvat , NADH och H + . Men i naturen har dessa enzymer förmågan att också katalysera den omvända reaktionen. Det vill säga hydroxipyruvat, NADH och H + kan fungera som substrat medan (R)-glycerat och NAD + bildas som produkter. Dessutom NADPH ersätta NADH i denna reaktion.
Detta enzym tillhör familjen oxidoreduktaser , speciellt de som verkar på givarens CH-OH-grupp med NAD + eller NADP + som acceptor. Det systematiska namnet på denna enzymklass är (R)-glycerat:NAD + oxidoreduktas . Andra namn i vanlig användning inkluderar D-glyceratdehydrogenas och hydroxipyruvatreduktas (på grund av reaktionens reversibilitet). Detta enzym deltar i glycin-, serin- och treoninmetabolismen och glyoxylat- och dikarboxylatmetabolismen .
Enzymstruktur
Denna klass av enzymer är en del av en större superfamilj av enzymer som kallas D-2-hydroxisyradehydrogenaser . Många organismer från Hyphomicrobium methylovorum till människor har någon form av glyceratdehydrogenasproteinet. Det finns för närvarande flera strukturer som har lösts för denna klass av enzymer inklusive de för de två nämnda ovan med PDB- åtkomstkod 1GDH , D-glyceratdehydrogenas och den humana homologen Glyoxylatreduktas/Hydroxipyruvatreduktas (GRHPR), 2WWR .
Dessa studier har gett en bättre förståelse av dessa enzymers struktur och funktion. Det har visats att dessa proteiner är homodimera enzymer. Detta innebär att 2 identiska proteiner är sammanlänkade och bildar ett större komplex. Det aktiva stället finns i varje subenhet mellan de två distinkta α/β/α globulära domänerna, den substratbindande domänen och den koenzymbindande domänen. Denna koenzymbindande domän är något större än den substratbindande domänen och innehåller en NAD(P) Rossmann-veckning tillsammans med " dimerisationsslingan" som håller ihop de två subenheterna av homodimeren. Förutom att länka samman de två proteinerna, sticker " dimerisationsslingan " av varje subenhet ut i det aktiva stället för den andra subenheten och ökar enzymets specificitet genom att förhindra bindning av pyruvat som ett substrat. Hydroxipyruvat kan fortfarande binda till det aktiva stället på grund av extra stabilisering från vätebindningar med närliggande aminosyrarester.
Glyoxylatreduktas/Hydroxipyruvatreduktas
Biologisk relevans
Glyoxylatreduktas/hydroxipyruvatreduktas (GRHPR) är glyceratdehydrogenaset som finns, huvudsakligen i levern, hos människor som kodas av genen GRHPR . Under fysiologiska förhållanden gynnas produktionen av D-glycerat framför dess konsumtion som substrat. Det kan sedan omvandlas till 2-fosfoglycerat, som sedan kan gå in i glykolys , glukoneogenes eller serinvägen.
Som namnet antyder, förutom aktiviteten av glyceratdehydrogenas och hydroxipyruvatreduktas, uppvisar proteinet även glyoxylatreduktasaktivitet . Förmågan hos GRHPR att reducera glyoxylat till glykolat finns också i andra glyceratdehydrogenashomologer. Detta är viktigt för den intracellulära regleringen av glyoxylatnivåer, vilket har viktiga medicinska konsekvenser. Som nämnts tidigare har dessa enzymer förmågan att använda antingen NADH eller NADPH som koenzym. Detta ger dem en fördel gentemot andra enzymer som bara kan använda en enda form av koenzymet. Laktatdehydrogenas (LDH) är ett sådant enzym som direkt konkurrerar med GRHPR om substrat och omvandlar glyoxylat till oxalat. Men på grund av den relativt höga koncentrationen av NADPH jämfört med NADH under normal cellulär koncentration, är GRHPR-aktiviteten större än den för LDH så produktionen av glykolat är dominerande.
Medicinsk relevans
Primär hyperoxaluri är ett tillstånd som resulterar i överproduktion av oxalat som kombineras med kalcium för att generera kalciumoxalat, huvudkomponenten i njursten. Primär hyperoxaluri typ 2 orsakas av någon av flera mutationer i GRHPR-genen och resulterar i ackumulering av kalciumoxalat i njurar, ben och många andra organ. Mutationerna till GRHPR hindrar det från att omvandla glyoxylat till glykolat, vilket leder till en uppbyggnad av glyoxylat. Detta överskott av glyoxylat oxideras sedan av laktatdehydrogenas för att producera det oxalat som är karakteristiskt för hyperoxaluri.
- Holzer H, Holldorf A (1957). "[Isolering av D-glyceratdehydrogenas, vissa egenskaper hos enzymet och dess tillämpning på enzymatisk-optisk bestämning av hydroxipyruvat i närvaro av pyruvat]". Biochem. Z. (på tyska). 329 (4): 292–312. PMID 13522707 .
- Stafford HA, Magaldi A, Vennesland B (1954). "Den enzymatiska reduktionen av hydroxipyrodruvsyra till D-glycerinsyra i högre växter" . J. Biol. Chem . 207 (2): 621–9. doi : 10.1016/S0021-9258(18)65678-9 . PMID 13163046 .
-
Rumsby, G; Pagon, RA; Fågel, TD; Dolan, CR; Stephens, K; Adam, MP (1993). "Primär hyperoxaluri typ 2". PMID 20301742 .
{{ citera journal }}: Citera journal kräver|journal=( hjälp ) - Cramer, SD; Ferree, PM; Lin, K; Milliner, DS; Holmes, RP (oktober 1999). "Genen som kodar för hydroxipyruvatreduktas (GRHPR) är muterad hos patienter med primär hyperoxaluri typ II" . Human molekylär genetik . 8 (11): 2063–9. doi : 10.1093/hmg/8.11.2063 . PMID 10484776 .
