Karbamoylfosfatsyntetas I
| karbamoyl-fosfatsyntetas 1, mitokondriella | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| identifierare | |||||||
| Symbol | CPS1 | ||||||
| NCBI-genen | 1373 | ||||||
| HGNC | 2323 | ||||||
| OMIM | 608307 | ||||||
| RefSeq | NM_001875 | ||||||
| UniProt | P31327 | ||||||
| Övriga uppgifter | |||||||
| EG-nummer | 6.3.4.16 | ||||||
| Ställe | Chr. 2 sid | ||||||
| |||||||
Karbamoylfosfatsyntetas I är ett ligasenzym lokaliserat i mitokondrierna involverat i produktionen av urea. Karbamoylfosfatsyntetas I (CPS1 eller CPSI) överför en ammoniakmolekyl till en bikarbonatmolekyl som har fosforylerats av en ATP-molekyl. Det resulterande karbamatet fosforyleras sedan med en annan molekyl av ATP. Den resulterande molekylen av karbamoylfosfat lämnar enzymet.
Strukturera
I E. coli är den enda CPS som utför funktionerna för CPSI och CPSII en heterodimer med en liten subenhet och en större subenhet med cirka 382 och 1073 aminosyrarester i storlek, även om CPSI-proteinet hos däggdjur (och andra ryggradsdjur) är kodas av en enda gen. Den lilla subenheten innehåller ett aktivt ställe för bindning och deaminering av glutamin för att göra ammoniak och glutamat. Den stora subenheten innehåller två aktiva ställen, en för produktion av karboxifosfat och den andra för produktion av karbamoylfosfat. Inom den stora subenheten finns två domäner (B och C) var och en med en aktiv plats i ATP-familjen. Förbinder de två underenheterna är en slags tunnel som leder ammoniaken från den lilla underenheten till den stora underenheten.
Mekanism
Den övergripande reaktionen som inträffar i CPSI är:
2ATP + HCO3 − + NH4 + → 2ADP + Karbamoylfosfat + Pi
Denna reaktion kan tänkas ske i tre distinkta steg.
- Bikarbonat fosforyleras för att bilda karboxifosfat
- Ammoniak angriper karboxifosfatet, vilket resulterar i karbamat
- Karbamat fosforyleras för att ge karbamoylfosfat
förordning
CPSI regleras av N-acetylglutamat som fungerar som en obligatorisk allosterisk aktivator av CPS1. NAG, genom att binda till domän L4, utlöser förändringar i A-loopen och i Arg1453 som resulterar i förändrade interaktioner med T′-loopen i domän L3, som omorganiseras fullständigt från en β-hårnål i apo-formen till en breddad loop i den ligandbundna formen. I denna sista form interagerar T'-slingan också med tunnelslingan och T-slingan i L1-domänen, och överför således den aktiverande informationen till den bikarbonatfosforylerande domänen. Denna interaktion med NAG och en andra interaktion, med en nukleotid, stabiliserar den aktiva formen av CPSI. Nödvändigheten för denna ligand kopplar också den höga koncentrationen av kväve, som återspeglas i överskott av glutamat och arginin för att producera NAG, till en ökning av CPSI-aktivitet för att rensa bort detta överskott.
Ämnesomsättning
CPSI spelar en viktig roll i protein- och kvävemetabolismen. När ammoniak väl har förts in i mitokondrierna via glutamin eller glutamat är det CPSI:s uppgift att tillsätta ammoniaken till bikarbonat tillsammans med en fosfatgrupp för att bilda karbamoylfosfat. Karbamoylfosfat sätts sedan in i ureacykeln för att så småningom skapa urea. Urea kan sedan överföras tillbaka till blodbanan och till njurarna för filtrering och vidare till urinblåsan för utsöndring.
Relaterade hälsoproblem
Huvudproblemet relaterat till CPSI är genetikbaserat. Ibland producerar kroppen inte tillräckligt med CPSI på grund av en mutation i den genetiska koden, vilket resulterar i dålig metabolism av proteiner och kväve, samt höga nivåer av ammoniak i kroppen. Detta är farligt eftersom ammoniak är mycket giftigt för kroppen, särskilt nervsystemet, och kan resultera i intellektuell funktionsnedsättning och kramper .
Anteckningar
externa länkar
- GeneReviews/NCBI/NIH/UW-post om översikt över ureacykelstörningar
- Karbamoyl-fosfat+syntas+(ammoniak) vid US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)
