Koenzym A-transferaser
| CoA-transferas | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 kristallstruktur av 3-oxosyra CoA-transferas 1 OXCT1 från Pig Heart
| |||||||||
| Identifiers | |||||||||
| EG nr. | 2.8.3.- | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
Koenzym A-transferaser ( CoA-transferaser ) är transferasenzymer som katalyserar överföringen av en koenzym A- grupp från en acyl-CoA- donator till en karboxylsyraacceptor . Bland andra roller är de ansvariga för överföring av CoA-grupper under fermentering och metabolism av ketonkroppar . Dessa enzymer finns i livets alla tre domäner ( bakterier , eukaryoter , arkéer ).
Reaktioner
Som en grupp katalyserar CoA-transferaserna 105 reaktioner med relativt snabba hastigheter. Några vanliga reaktioner inkluderar
- Acetyl-CoA + Butyrat Acetat + Butyryl-CoA
- Acetyl-CoA + Succinat Acetat + Succinyl-CoA Acetoacetat-CoA + Succinat
- Acetoacetat-CoA + Succinat ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons } CoA
- Formate + Oxalat Formate + Oxalyl-CoA
Dessa reaktioner har olika funktioner i celler. Reaktionen som involverar acetyl-CoA och butyrat ( EC 2.8.3.8 ), till exempel, bildar butyrat under fermentering. Reaktionen som involverar acetyl-CoA och succinat ( EC 2.8.3.18 ) är en del av en modifierad TCA-cykel eller bildar acetat under fermentering. Reaktionen som involverar acetoacetat-CoA och succinat ( EC 2.8.3.5 ) bryter ned ketonkroppens acetoacetat som bildas under ketogenesen .
Många enzymer kan katalysera flera reaktioner, medan vissa enzymer är specifika och katalyserar endast en.
Familjer
CoA-transferaserna har delats in i sex familjer (Cat1, OXCT1, Gct, MdcA, Frc, CitF) baserat på deras aminosyrasekvenser och katalyserade reaktioner. De skiljer sig också åt i typen av katalys och deras kristallstrukturer. Trots vissa gemensamma egenskaper är dessa sex familjer inte nära besläktade (<25 % aminosyralikhet).
Tre familjer katalyserar nästan uteslutande CoA-transferasreaktioner. Cat1-familjen katalyserar reaktioner som involverar liten acyl-CoA, såsom acetyl-CoA ( EC 2.8.3.18) , propionyl-CoA ( EC 2.8.3.1 , EC 2.8.3.12 ) och butyryl-CoA ( EC 2.8.3.8 ). OXCT1-familjen använder oxo ( EC 2.8.3.5 , EC 2.8.3.6 ) och hydroxiacyl-CoA ( EC 2.8.3.6 , EC 2.8.3.1 ). Frc-familjen använder ovanlig acyl-CoA, inklusive CoA-tioestrar av oxalat ( EC 2.8.3.16 , EC 2.8.3.19 ), gallsyror ( EC 2.8.3.25 ) och aromatiska föreningar ( EC 2.8.3.15 ,( EC 3.17 .) Två familjer katalyserar CoA-transferasreaktioner, men de katalyserar också andra transferasreaktioner.CitF-familjen katalyserar reaktioner som involverar acetyl-CoA och citrat EC 2.8.3.10 , men dess huvudsakliga roll är som ett acyl-ACP-transferas (som en del av citrat). lyas; EC 4.1.3.6 ). MdcA-familjen katalyserar reaktioner som involverar acetyl-CoA och malonat ( EC 2.8.3.3 ), men den är också ett acyl-ACP-transferas (som en del av malonatdekarboxylas; EC 4.1.1.9 ).
Gct-familjen har medlemmar som katalyserar CoA-transferasreaktioner, men hälften av medlemmarna gör det inte. De katalyserar istället hydrolys eller andra reaktioner som involverar acyl-CoA.
Historiskt sett var CoA-transferaserna indelade i tre familjer (I, II, III). Medlemmar av familjer I (Cat1, OXCT1, Gct) är dock inte nära släkt, och familjen är inte monofyletisk. Medlemmar av familj II (CitF, MdcA) är inte heller nära släkt.
Typer av katalys
De flesta CoA-transferaser är beroende av kovalent katalys för att utföra reaktioner. Reaktionen startar när en acyl-CoA (CoA-donatorn) kommer in på enzymets aktiva plats. Ett glutamat i det aktiva stället bildar en addukt med acyl-CoA. Acyl-CoA bryts vid tioesterbindningen och bildar en CoA och karboxylsyra. Karboxylsyran förblir bunden till enzymet, men den förskjuts snart av CoA och löv. En ny karboxylsyra (CoA-acceptorn) kommer in och bildar en ny acyl-CoA. Den nya acyl-CoA frigörs och fullbordar överföringen av CoA från en molekyl till en annan.
Typen av katalys skiljer sig åt beroende på familj. I Cat1-, OXCT1- och Gct-familjerna är den katalytiska resten i det aktiva stället ett glutamat. Glutamatet i Cat1-familjen är dock i en annan position än i OXCT1- och Gct-familjerna. I Frc-familjen är den katalytiska resten ett aspartat, inte ett glutamat. I MdcA- och CitF-familjer tros inte kovalent katalys inträffa.
Kristallstrukturer
Kristallstrukturer har bestämts för 21 olika enzymer. Fler strukturer har bestämts, men de tillhör förmodade enzymer (proteiner utan direkta bevis för katalytisk aktivitet).
Alla CoA-transferaser har alternerande skikt av α-helixar och β-ark, och de tillhör således α/β-klassen av proteiner. Antalet och arrangemanget av dessa lager skiljer sig åt beroende på familj. Gct-familjen, till exempel, har extra lager av α-helixar och β-ark jämfört med Cat1- och OXCT1-familjer.
Vidare har alla enzymer två olika domäner. Dessa domäner kan antingen förekomma på samma polypeptid eller kan separeras mellan två olika polypeptider. I vissa fall dupliceras generna för domänerna i genomet.
Förekomst i organismer
CoA-transferaser har hittats i livets alla tre domäner. Majoriteten har hittats i bakterier, med färre i eukaryoter. Ett CoA-transferas har hittats i archaea.
Två CoA-transferaser har hittats hos människor. De inkluderar 3-oxosyra CoA-transferas ( EC 2.8.3.5 ) och succinat-hydroximetylglutarat CoA-transferas ( EC 2.8.3.13 ).
Roll i sjukdom
Mutationer i två olika CoA-transferaser har beskrivits och leder till sjukdom hos människor. 3-oxosyra CoA-transferas ( EC 2.8.3.5 ) använder ketonkroppen acetoacetat. Mutationer i enzymet orsakar ackumulering av acetoacetat och ketoacidos . Svårighetsgraden av ketoacidos beror på mutationen.
Enzymet succinat—hydroximetylglutarat CoA-transferas ( EC 2.8.3.13 ) använder glutarat, en produkt av tryptofan- och lysinmetabolismen. Mutationer i detta enzym orsakar ackumulering av glutarat (glutarsyrauri).