Metabolon
Inom biokemi är en metabolon ett tillfälligt strukturellt funktionellt komplex som bildas mellan sekventiella enzymer av en metabolisk väg , som hålls samman både av icke-kovalenta interaktioner och av strukturella element i cellen, såsom integrala membranproteiner och proteiner i cytoskelettet .
Bildandet av metaboloner gör det möjligt för mellanprodukten från ett enzym att passera (kanaliseras) direkt till det aktiva stället för nästa på varandra följande enzym i den metaboliska vägen. Citronsyracykeln är ett exempel på en metabolon som underlättar substratkanalisering . Ett annat exempel är dhurrinsyntesvägen i sorghum, där enzymerna samlas som en metabolon i lipidmembran. Under metabolonernas funktion minskar mängden vatten som behövs för att hydratisera enzymerna och enzymaktiviteten ökar [ citat behövs ] .
Historia
Konceptet med strukturella-metaboliska cellulära komplex skapades först 1970 av AM Kuzin från USSR Academy of Sciences och antogs 1972 av Paul A. Srere från University of Texas för enzymerna i citronsyracykeln . Denna hypotes var väl accepterad i det forna Sovjetunionen och vidareutvecklad för komplexet av glykolytiska enzymer (Embden-Meyerhof-Parnas väg) av BI Kurganov och AE Lyubarev. I mitten av 1970-talet arbetade också gruppen av FM Clarke vid University of Queensland, Australien med konceptet. Namnet "metabolon" föreslogs första gången 1985 av Paul Srere under en föreläsning i Debrecen, Ungern.
Fallet med fettsyrasyntes
I Chaetomium thermophilum existerar ett komplex av en metabolon mellan fettsyrasyntas och ett MDa-karboxylas, och observerades med användning av kemisk tvärbindning kopplad till masspektrometri och visualiserades med kryo-elektronmikroskopi . Fettsyrasyntesmetabolonen i C. thermophilum är mycket flexibel, och även om en högupplöst struktur av fettsyrasyntas var möjlig, var metabolonen mycket flexibel, vilket hindrade högupplöst strukturbestämning.
Exempel
| Metaboliska vägar där bildning av metaboloner sker | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Metabolisk väg | Händelser som stödjer metabolonbildningen | ||||
| DNA-biosyntes | A, B, C, E, F | ||||
| RNA-biosyntes | A, B, C, E, F | ||||
| Proteinbiosyntes | A, B, C, D, E | ||||
| Glykogenbiosyntes | C, E | ||||
| Pyrimidinbiosyntes | A, C, D, F | ||||
| Purinbiosyntes | A, E | ||||
| Lipidbiosyntes | A, B, C, H | ||||
| Steroidbiosyntes | A, C, E | ||||
| Metabolism av aminosyror | A, B, D, H | ||||
| Glykolys | A, B, C, D, I | ||||
| Citronsyracykeln | B, C, D, E, G | ||||
| Oxidation av fettsyror | A, B, C, D | ||||
| Elektron transport kedja | C, I | ||||
| Antibiotisk biosyntes | A, E | ||||
| Ureacykel | B, D | ||||
| cAMP-nedbrytning | A, D, E | ||||
| A – Kanalisering, B – Specifika protein-proteininteraktioner, C – Specifika protein – membraninteraktioner, D – Kinetiska effekter, E – Multienzymkomplex identifierade, F – Genetiska bevis, G – Operativt modellerade system, H – Identifierade multifunktionella proteiner, I – Fysikalisk-kemiska bevis. | |||||