Nukleosid-fosfatkinas
| nukleosidfosfatkinasidentifierare | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| _ | |||||||||
| EG nr. | 2.7.4.4 | ||||||||
| CAS-nr. | 9026-50-0 | ||||||||
| 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 nukleosid-fosfatkinas ( EC 2.7.4.4 ) ett enzym som katalyserar den kemiska reaktionen
- ATP + nukleosid fosfat ADP + nukleosid difosfat
Således är de två substraten för detta enzym ATP och nukleosidmonofosfat , medan dess två produkter är ADP och nukleosiddifosfat .
Detta enzym tillhör familjen transferaser , särskilt de som överför fosforinnehållande grupper ( fosfotransferaser ) med en fosfatgrupp som acceptor. Det systematiska namnet på denna enzymklass är ATP:nukleosid-fosfatfosfotransferas . Detta enzym kallas också NMP-kinas , eller nukleosid-monofosfatkinas .
Strukturera
Ett antal kristallstrukturer har lösts för denna klass av enzymer, vilket avslöjar att de delar en gemensam ATP- bindande domän . Denna del av enzymet kallas vanligtvis P-loopen , med hänvisning till dess interaktion med fosforylgrupperna på ATP . Denna bindningsdomän består också av ett β-ark flankerat av α-helixar .
[P-loopen] har typiskt aminosyrasekvensen Gly-XXXX-Gly-Lys. Liknande sekvenser finns i många andra nukleotidbindande proteiner.
Mekanism
Metalljoninteraktion
För att möjliggöra interaktion med denna klass av enzymer måste ATP först binda till en metalljon som magnesium eller mangan . Metalljonen bildar ett komplex med fosforylgruppen, samt flera vattenmolekyler. Dessa vattenmolekyler bildar sedan vätebindningar till en konserverad aspartatrest på enzymet.
Metalljoninteraktionen underlättar bindning genom att hålla ATP- molekylen i en position som tillåter specifik bindning till det aktiva stället och genom att tillhandahålla ytterligare punkter för bindning mellan substratet och enzymet. Detta ökar bindningsenergin .
Konformationsförändringar
Bindning av ATP gör att P-loopen rör sig, vilket i sin tur gör att lockdomänen sänks och ATP säkras på plats. Nukleosidmonofosfatbindning inducerar ytterligare förändringar som gör enzymet katalytiskt kapabelt att underlätta en överföring av fosforylgruppen från ATP till nukleosidmonofosfat .
Nödvändigheten av dessa konformationsförändringar förhindrar slösaktig hydrolys av ATP .
Denna enzymmekanism är ett exempel på katalys genom approximation: nukleosid-fosfatkinaset binder substraten för att sammanföra dem i rätt position för att fosforylgruppen ska överföras.
Biologisk funktion
Liknande katalytiska domäner finns i en mängd olika proteiner, inklusive:
- ATP-syntas
- Myosin och andra molekylära motorproteiner
- G-protein och andra proteiner involverade i signaltransduktion
- Helikaser för att avveckla DNA och RNA
- Pyrimidinmetabolism
Evolution
När ett fylogenetiskt träd sammansatt av medlemmar av nukleosid-fosfatkinasfamiljen gjordes visade det att dessa enzymer ursprungligen hade divergerat från en gemensam förfader till långa och korta varianter. Denna första förändring var drastisk – den tredimensionella strukturen av lockdomänen förändrades avsevärt.
Efter utvecklingen av långa och korta varianter av NMP-kinaser resulterade mindre förändringar i aminosyrasekvenserna i differentieringen av subcellulär lokalisering.
