Mannuronatspecifikt alginatlyas
| mannuronatspecifika | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| alginatlyasidentifierare | |||||||||
| EG nr. | 4.2.2.3 | ||||||||
| CAS-nr. | 9024-15-1 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
| Alginate_lyase2 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 kristallstruktur av alginatlyas pa1167 från pseudomonas aeruginosa vid 2.0 a resolution
| |||||||||
| Identifiers | |||||||||
| Symbol | Alginat_lyase2 | ||||||||
| Pfam | PF08787 | ||||||||
| InterPro | IPR014895 | ||||||||
| SCOP2 | 1uai / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
| Alginate_lyas- | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| identifierare | |||||||||
| Symbol | Alginat_lyas | ||||||||
| Pfam | PF05426 | ||||||||
| SCOP2 | 1uai / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
| |||||||||
Enzymet mannuronatspecifikt alginatlyas ( EC 4.2.2.3 , tidigare kallat poly(β- - mannuronat) lyas D ) katalyserar nedbrytningen av alginat till olika monosackarid- och polysackaridprodukter:
- Eliminativ klyvning av alginat för att ge oligosackarider med 4-deoxi-a- L - erytro -hex-4-enuronosylgrupper vid sina icke-reducerande ändar och β- D -mannuronat vid sin reducerande ände.
Alginatlyas klyver alginatets glykosidbindningar via en β-elimineringsmekanism, där det först omvandlar alginat till flera oligosackarider som innehåller omättade uronsyror i sina icke-reducerande ändar. Den klyver sedan oligosackariderna och bildar 4-deosy- L -erytro-5-hexoseulosuronsyra.
Detta enzym tillhör familjen lyaser , speciellt de kol-syrelyaser som verkar på polysackarider. Det systematiska namnet på denna enzymklass är alginat-β - D -mannuronat—uronatlyas . Andra namn i vanlig användning inkluderar alginatlyas I , alginatlyas , alginas I , alginas II och alginas . Detta enzym deltar i fruktos- och mannosmetabolismen .
Substratspecificitet
Alginat är en linjär polysackarid som har isolerats från en mängd olika organismer, allt från virus och bakterier till svampar. Det är också en viktig komponent i cellväggen i brunalger och en viktig källa till fixerat kol för andra organismer. Många organismer från vilka alginatlyas har isolerats finns i nära anslutning till brunalger. isolerades vissa stammar av bakterier från släktet Paenibacillus från L. japonica och S. siliquatrum , och dessa stammar upptäcktes utsöndra alginatlyas.
Medan alla alginatlyaser har liknande funktion, finns det vissa variationer i vilken typ av produkt de bildar. Denna variation beror på enzymets substratspecificitet, eftersom alginater kan ha MM-, GG- eller alternerande MG-bindningar. Därför är vissa alginatlyaser G-blockspecifika, som bara bryter ned de homopolymera G-segmenten av alginat, och andra är M-blockspecifika, och bryter bara ned de homopolymera M-segmenten av alginat. Vissa kan försämra båda, men de kan företrädesvis försämra den ena framför den andra. Alginatlyaser kan också kategoriseras baserat på deras verkningssätt. Många är endolytiska, vilket i allmänhet tillåter dem att bryta ned alginat till omättade oligosackarider. Ett exolytiskt verkningssätt, å andra sidan, tillåter enzymet att bryta ned alginat till monosackarider.
Strukturera
I slutet av 2019 har 15 strukturer lösts för denna klass av enzymer, med PDB- accessionskoderna 1HV6 , 1J1T , 2CWS , 1VAV, 1UAI, 4OZX, 37PY, 4BE3, 3GNE, 5GMT, 1QAZ, 4OZV, 4K0D, 5 .
Alginatlyaser kan kategoriseras i olika polysackaridlyasfamiljer baserat på deras aminosyrasekvenser. Det finns 24 familjer, allt från Pl-1 till PL-24, men alginatlyaser finns i allmänhet bara i sju: PL-5, PL-6, PL-7, PL-14, PL-17 och PL-18. Strukturen och aminosyrasekvensen kan hjälpa till att belysa enzymets aktivitet, vilket indikerar om det är endolytiskt eller exolytiskt. Endolytiska alginatlyaser, som de som finns i PL-7-familjen, har aktiva platser som är vidöppna. Exolytiska alginatlyaser, som de som finns i PL-15-familjen, har ett katalytiskt spår som är blockerat i ena änden och bildar en ficka.
På grund av skillnader i hur de viker sig kan alginatlyaser grupperas baserat på om de innehåller en β-gelérulle, en (α/α)n toroid eller en högerhänt β-helix. De flesta av de för närvarande karakteriserade alginatlyaserna tillhör klassen β-gelérullar, där ett krökt antiparallellt inre och ett yttre β-ark är sammanbundna. Det inre arket av β-gelérullen innehåller det aktiva stället. Lyaser med dessa veck tenderar att tillhöra familjerna PL-7, PL-14 och PL-18.
(α/α)n toroidklassen innehåller en tunnformad katalytisk domän som består av mellan tre och sju moturs spiralformade hårnålar. Dessa hårnålar bildas av olika antiparallella α-helixar. Fyra av de för närvarande karakteriserade alginatlyasstrukturerna tillhör denna klass. Enzymerna i denna klass tillhör vanligtvis familjerna PL-5, PL-15 och PL-17.
Det finns bara ett känt alginatlyas i β-helixklassen: AlyGC. Detta enzym är exolytiskt och G-blockspecifikt, och det är ett representativt alginatlyas från PL-6-familjen. N- och C-terminalerna av AlyGC bildar högerhänta β-helixveck, vilket är ovanligt bland polysackaridlyaser. Tre p-ark omfattar varje veck. Dessa ark betecknas PB1-PB3, och vridningarna mellan varje ark kallas T1-T3, med T1 som kommer efter PB1, T2 kommer efter PB2, och så vidare. Den aktiva platsen är belägen på N-terminalen, där den är omgiven av en C-terminal loop, såväl som N-terminala slingor och N-terminala β-strängar. Klyftan i mitten av den aktiva platsen är blockerad i ena änden och öppen i den andra, vilket ger AlyGC dess exolytiska egenskaper. Det finns en Ca 2+ i mitten av det aktiva stället, vilket hjälper till med β-elimineringsmekanismen genom att neutralisera alginatets karboxylgrupp vid +1-subplatsen av resten.
Ansökningar
Cystisk fibros
Alginat är en viktig komponent i biofilmerna som bildas vid mucoid P. aeruginosa -infektioner. Alginatlyas kan störa P. aeruginosa biofilmbildning genom att bryta ned alginatet i biofilmmatrisen, avlägsna bakterierna från ytor och möjliggöra effektivare antibiotikaanvändning.
Vidare läsning
- Davidson IW, Lawson CJ, Sutherland IW (januari 1977). "Ett alginatlysat från Azotobacter vinelandii-fagen" . Journal of General Microbiology . 98 (1): 223–9. doi : 10.1099/00221287-98-1-223 . PMID 13144 .
- Nakada HI, Sweeny PC (mars 1967). "Alginsyranedbrytning genom eliminaser från abalone hepatopancreas" . Journal of Biological Chemistry . 242 (5): 845–51. doi : 10.1016/S0021-9258(18)96201-0 . PMID 6020438 .
- Preiss J, Ashwell G (1962). "Alginsyrametabolism i bakterier. I. Enzymatisk bildning av omättade oligosackarider och 4-deoxi-L-erytro-5-hexoseulosuronsyra" . Journal of Biological Chemistry . 237 (2): 309–316. doi : 10.1016/S0021-9258(18)93920-7 . PMID 14488584 .
