Pyridoxin 5'-fosfatoxidas

-
fosfatsyntasidentifierare
EG nr.	1.4.3.5
CAS-nr.	9029-21-4
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
Sök PMC artiklar PubMed artiklar NCBI proteiner

PNPO
Tillgängliga strukturer PDB Ortologisk sökning: Lista över PDB-id-koder
Identifierare
	, HEL-S-302, PDXPO, pyridoxamin 5'-fosfatoxidas
Externa ID:n
Genplacering ( Human ) Chr. Band Start Slutet
Genplacering ( Mus ) Chr. Band Start Slutet
RNA uttrycksmönster Bgee Mänsklig Mus (ortolog) BioGPS
Genontologi Molekylär funktion Cellkomponent Biologisk process Källor: Amigo / QuickGO
Ortologer Arter Mänsklig Mus Entrez Ensembl UniProt RefSeq (mRNA) RefSeq (protein) Plats (UCSC) PubMed -sökning
Wikidata
Visa/redigera människa Visa/redigera mus

Pyridoxin 5'-fosfatoxidas är ett enzym , kodat av PNPO -genen , som katalyserar flera reaktioner i vitamin B6- _{metabolismvägen} . Pyridoxin 5'-fosfatoxidas katalyserar det sista, hastighetsbegränsande steget i vitamin B ₆ metabolism, biosyntesen av pyridoxal 5'-fosfat, den biologiskt aktiva formen av vitamin B ₆ som fungerar som en väsentlig kofaktor. Pyridoxin 5'-fosfatoxidas är en medlem av enzymklassen oxidaser , eller mer specifikt oxidoreduktaser . Dessa enzymer katalyserar en samtidig oxidations-reduktionsreaktion. Substratoxidasenzymerna hydroxieras av en syreatom av molekylärt syre. Samtidigt reduceras den andra syreatomen till vatten . Även om molekylärt syre är elektronacceptorn i dessa enzymers reaktioner, är de unika eftersom syre inte förekommer i den oxiderade produkten.

Den aktiva formen av vitamin B ₆ , pyridoxal 5'-fosfat (PLP), är avgörande för normal cellulär funktion. Vissa cancerceller har anmärkningsvärda skillnader i vitamin B6- _metabolism jämfört med sina normala motsvarigheter. Det hastighetsbegränsande enzymet i vitamin B ₆ -syntes är pyridoxin-5'-fosfatoxidas (PNPO; EC 1.4.3.5).[tillhandahålls av OMIM]

Strukturera

Pyridoxin 5'-fosfatoxidas är en homodimer eller en molekyl som består av två identiska polypeptidsubenheter. Det antas att de två monomererna hålls samman av disulfidbindningar . Det finns också saltbrygga interaktioner mellan de två monomererna. Varje subenhet binder en molekyl av pyridoxal 5'-fosfat tätt på varje subenhet. Både alfa-helixar och beta-sheets finns i proteinmotivet, som bäst beskrivs som en split-barrel-struktur. Denna struktur beror delvis på de disulfidbindningar som finns i den sekundära proteinstrukturen hos detta enzym. Flera tiolgrupper (–SH) indikerar närvaron av disulfidbindningar i molekylens struktur. Detta enzym kräver närvaron av en kofaktor, FMN ( flavinmononukleotid ). Kofaktorer är joner eller koenzymer som är nödvändiga för enzymaktivitet. FMN är beläget i en djup klyfta (bildad av de två polypeptidsubenheterna), och hålls på plats av omfattande vätebindningsinteraktioner med proteinet. I detta speciella fall hjälper FMN enzymet att binda substraten. I frånvaro av pyridoxal 5'-fosfat (PLP) är enzymets aktiva ställe i en "öppen" konformation. När substratet binder och omvandlas till PLP, är enzymets aktiva ställe i en delvis "stängd" konformation. Specifika aminosyrarester kan bilda vätebindningar med PLP, vilket bildar ett lock som fysiskt täcker det aktiva stället, vilket ger upphov till den "stängda" konformationen.

Pyridoxin 5'-fosfatoxidasstruktur. .

Väg

Pyridoxin 5'-fosfatoxidas är det enzym som katalyserar det hastighetsbegränsade steget i B ₆ metabolismvägen. Vitamin B6 _, som också är känt som pyridoxin , är ett avgörande näringsämne för människokroppen, eftersom det är ansvarigt för fler kroppsfunktioner än något annat vitamin. Vitamin B ₆ är ett koenzym i metabolismen av kolhydrater, fetter och proteiner. Detta innebär att de enzymer som bryter ner dessa enheter för användning i kroppen inte kan fungera om inte vitamin B ₆ är närvarande för att inducera en konformationsförändring i enzymet, vilket på så sätt aktiverar det. Vitamin B ₆ spelar också en roll i syntesen av hormoner , röda blodkroppar, neurotransmittorer och enzymer. En person som har brist på vitamin B ₆ kan drabbas av sömnlöshet, samt skada det centrala nervsystemet.

Reaktioner

Pyridoxin 5'-fosfatoxidas katalyserar flera reaktioner; de två viktigaste är deamineringen av pyridoxamin 5'-fosfat och deamineringen av pyridoxin 5-fosfat, som båda är viktiga mellanprodukter i metabolismen av B ₆ . Pyridoxin 5'-fosfatoxidas EC-nummer är 1.4.3.5.

pyridoxamin 5'-fosfat + H ₂ O + O ₂ → pyridoxal 5'-fosfat + NH ₃ + H ₂ O ₂

pyridoxin fosfat + O ₂ ⇌ H ₂ O ₂ + pyridoxal fosfat

Pyridoxin 5'-fosfatoxidas spelar också en roll i kvävemetabolism, omvandlar aminer till aldehyder och NH ₃ genom reaktionen:

amin + H ₂ O + O ₂ ⇌ aldehyd + NH ₃ + H ₂ O ₂

Kinetik

Hos människor uppvisar enzymet pyridoxin 5'-fosfatoxidas en låg katalytisk hastighetskonstant på 0,2 s- ¹ , med låga Km -värden för både pyridoxin 5'-fosfat och pyridoxamin 5'-fosfat _. Enzymet har också en låg omsättningshastighet, vilket innebär att det relativt långsamt omvandlar substrat till produkt. Pyridoxal 5′-fosfat är en effektiv produkthämmare. Eftersom pyridoxal 5'-fosfat, den aktiva formen av vitamin B ₆ , är produkten av den metaboliska vägen, om den finns i överskott, behöver vägen inte fortsätta för att fortsätta att tillverka produkten. Men om det finns i låga koncentrationer, så är det en signal för vägen att syntetisera mer. Detta är ett exempel på återkopplingsinhibering .

Pyridoxin 5'-fosfatoxidas i olika organismer

Pyridoxin 5'-fosfatoxidas har bevarats mycket över tiden, eftersom det finns många likheter mellan enzymet som det finns hos människor och Escherichia coli . Även om det endast finns 39 % retention av aminosyrasekvensen från E. coli -versionen av enzymet till den humana versionen, är sekvenserna för FMN-bindningsstället och de aktiva substratställena bland de mycket högkonserverade delarna. En av de viktigaste skillnaderna är att det humana pyridoxin-5'-fosfatoxidaset har en högre specificitet för pyridoxamin-5'-fosfatsubstratet, medan pyridoxin-5'-fosfatoxidaset i E. coli har en högre specificitet för pyridoxal 5'-fosfatsubstratet. .

Modellorganismer

Pnpo knockout mus fenotyp

Karakteristisk	Fenotyp
Homozygot viabilitet	Onormal
Recessiv dödlig studie	Onormal
Fertilitet	Vanligt
Kroppsvikt	Vanligt
Ångest	Vanligt
Neurologisk bedömning	Vanligt
Greppstyrka	Vanligt
Varm tallrik	Vanligt
Dysmorfologi	Vanligt
Indirekt kalorimetri	Vanligt
Glukostoleranstest	Vanligt
Auditiv hjärnstamsrespons	Vanligt
DEXA	Vanligt
Radiografi	Vanligt
Kroppstemperatur	Vanligt
Ögonmorfologi	Vanligt
Klinisk kemi	Vanligt
Hematologi	Vanligt
Perifera blodlymfocyter	Vanligt
Mikrokärntest	Vanligt
Hjärtvikt	Vanligt
Ögonhistopatologi	Vanligt
Salmonellainfektion _	Vanligt
Citrobacter infektion	Vanligt
Alla tester och analyser från

Modellorganismer har använts i studien av PNPO-funktion. En villkorlig knockout-muslinje , kallad Pnpo ^{tm1a(KOMP)Wtsi} genererades som en del av programmet International Knockout Mouse Consortium - ett högkapacitetsmutagenesprojekt för att generera och distribuera djurmodeller av sjukdomar till intresserade forskare.

Han- och hondjur genomgick en standardiserad fenotypisk screening för att bestämma effekterna av deletion. Tjugofyra tester utfördes på mutanta möss och två signifikanta abnormiteter observerades. Inga homozygota muterade embryon identifierades under dräktigheten, och därför överlevde inga förrän avvänjningen . De återstående testerna utfördes på heterozygota muterade vuxna möss; inga ytterligare signifikanta abnormiteter observerades hos dessa djur.

Klinisk signifikans

Mutationer av PNPO-genen kan resultera i utveckling av pyridoxamin-5'-fosfatoxidasbrist, en sjukdom som uppträder kort efter födseln med anfall och efterföljande encefalopati.

Vidare läsning

•   Maruyama K, Sugano S (1994). "Oligo-capping: en enkel metod för att ersätta lockstrukturen för eukaryota mRNA med oligoribonukleotider". Gene . 138 (1–2): 171–4. doi : 10.1016/0378-1119(94)90802-8 . PMID 8125298 .
•   Suzuki Y, Yoshitomo-Nakagawa K, Maruyama K, et al. (1997). "Konstruktion och karakterisering av ett fullängdsanrikat och ett 5'-ändsanrikat cDNA-bibliotek". Gene . 200 (1–2): 149–56. doi : 10.1016/S0378-1119(97)00411-3 . PMID 9373149 .
•    Strausberg RL, Feingold EA, Grouse LH, et al. (2003). "Generering och initial analys av mer än 15 000 fullängds human- och mus-cDNA-sekvenser" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 99 (26): 16899–903. Bibcode : 2002PNAS...9916899M . doi : 10.1073/pnas.242603899 . PMC 139241 . PMID 12477932 .
•    Musayev FN, Di Salvo ML, Ko TP, et al. (2004). "Struktur och egenskaper hos rekombinant humant pyridoxin 5'-fosfatoxidas" . Protein Sci . 12 (7): 1455–63. doi : 10.1110/ps.0356203 . PMC 2323923 . PMID 12824491 .
•   Ota T, Suzuki Y, Nishikawa T, et al. (2004). "Fullständig sekvensering och karakterisering av 21 243 fullängds humana cDNAs" . Nat. Genet . 36 (1): 40–5. doi : 10.1038/ng1285 . PMID 14702039 .
•    Gerhard DS, Wagner L, Feingold EA, et al. (2004). "Status, kvalitet och expansion av NIH fullängds cDNA-projektet: Däggdjursgensamlingen (MGC)" . Genome Res . 14 (10B): 2121–7. doi : 10.1101/gr.2596504 . PMC 528928 . PMID 15489334 .
•   Mills PB, Surtees RA, Champion MP, et al. (2005). "Neonatal epileptisk encefalopati orsakad av mutationer i PNPO-genen som kodar för pyridox(am)ine 5'-fosfatoxidas" . Brum. Mol. Genet . 14 (8): 1077–86. doi : 10.1093/hmg/ddi120 . PMID 15772097 .
•    Kimura K, Wakamatsu A, Suzuki Y, et al. (2006). "Diversifiering av transkriptionsmodulering: storskalig identifiering och karakterisering av förmodade alternativa promotorer av mänskliga gener" . Genome Res . 16 (1): 55–65. doi : 10.1101/gr.4039406 . PMC 1356129 . PMID 16344560 .

externa länkar

• Media relaterade till Pyridoxine 5'-fosfatoxidas på Wikimedia Commons