Bisfosfoglyceratmutas

Bisfosfoglyceratmutas (EC 5.4.2.4, BPGM) är ett enzym unikt för erytrocyter och placentaceller [2] . Det är ansvarigt för den katalytiska syntesen av 2,3-bisfosfoglycerat (2,3-BPG) från 1,3-bisfosfoglycerat . BFGM har också funktionerna av ett mutas och ett fosfatas , men dessa är mycket mindre aktiva, till skillnad från dess glykolytiska släkting, fosfoglyceratmutas (PGM), som upprätthåller dessa två funktioner men kan också katalysera syntesen av 2,3-BPG till en mindre utsträckning.

Fördelning i vävnader

Eftersom huvudfunktionen hos bisfosfoglyceratmutas är syntesen av 2,3-BPG, finns detta enzym endast i erytrocyter och placentaceller [ 3] . Vid glykolys skulle omvandling av 1,3-BPG till 2,3-BPG vara mycket ineffektivt eftersom det bara lägger till ytterligare ett onödigt steg. Eftersom huvudrollen för 2,3-BPG är att flytta hemoglobinets jämvikt mot deoxitillståndet, är dess produktion egentligen endast användbar i celler som innehåller hemoglobin, erytrocyter och placentaceller.

Funktion

1,3-BPG bildas som en mellanprodukt i glykolys . BFGM tar sedan detta och omvandlar det till 2,3-BPG, vilket har en viktig funktion vid syretransport . 2,3-BPG binder med hög affinitet för hemoglobin, vilket orsakar en konformationsförändring som resulterar i frisättning av syre. Lokala vävnader kan då absorbera fritt syre. Detta är också viktigt för moderkakan, där foster- och moderblod finns så nära varandra. När moderkakan producerar 2,3-BPG, frigörs en stor mängd syre från närliggande moderns hemoglobin, som sedan kan dissociera och binda till fosterhemoglobin, som har en mycket lägre affinitet för 2,3-BPG [3] .

Struktur

Allmänt

BFGM är en dimer som består av två identiska proteinsubenheter, som var och en har sitt eget aktiva centrum. Varje subenhet består av sex β-strängar, β AF, och tio α-helixar, α1-10. Dimerisering sker längs βC- och α3-ytorna av båda monomererna [4] . BPGM är ungefär 50 % identisk med sin PGM-motsvarighet, med stora rester av aktiva ställen kvar i nästan alla PGM och BPGM.

Viktiga aminosyror

• His 11 : nukleofil för omvandling av 1,2-BPG till 1,3-BPG. Roterar fram och tillbaka med His-188 för att ta en linjär position för att attackera 1'-fosfatgruppen.
• His 188 : är involverad i proteinets totala stabilitet [4] såväl som i bildandet av vätebindningar med substratet, som His-11, som det drar in i den katalytiska positionen.
• Arg90 : även om denna positivt laddade rest inte är direkt involverad i bindning, är den väsentlig för proteinets totala stabilitet. Kan ersättas med lysin med liten effekt på katalys [4] .
• Cys 23 : har liten effekt på den övergripande strukturen, men påverkar i hög grad enzymets reaktivitet [5] .

Katalysmekanism

1,3-BPG binder till det aktiva stället , vilket orsakar en konformationsförändring där gapet runt det aktiva stället sluter sig på substratet och låser det säkert på plats. 1,3-BPG bildar ett stort antal vätebindningar med omgivande rester, av vilka många är positivt laddade, vilket kraftigt begränsar dess rörlighet. Dess styvhet antyder en mycket entalpibetingad association. Konformationsförändringar får His 11 att rotera, delvis med hjälp av vätebindning till His 188 . His 11 är inriktat med fosfatgruppen och passerar sedan genom S N 2 mekanismen, där His 11 är en nukleofil som attackerar fosfatgruppen. 2'-hydroxylgruppen angriper sedan fosfatet och tar bort det från His 11 och skapar därigenom 2,3-BPG.

Referenser

1. ↑ PDB 1T8P ; Wang Y, Wei Z, Bian Q, Cheng Z, Wan M, Liu L, Gong W (september 2004). "Kristallstruktur av humant bisfosfoglyceratmutas". J Biol. Chem . 279 (37): 39132-8. DOI : 10.1074/jbc.M405982200 . PMID  15258155 .
2. ^ "Nytt placenta uttryck av 2,3-bisfosfoglyceratmutas". Placenta . 27 (8): 924-7. Augusti 2006. doi : 10.1016/j.placenta.2005.08.010 . PMID  16246416 .
3. ↑ 1 2 "Nytt placental uttryck av 2,3-bisfosfoglyceratmutas". Placenta . 27 (8): 924-7. Augusti 2006. doi : 10.1016/j.placenta.2005.08.010 . PMID  16246416 .Pritlove DC, Gu M, Boyd CA, Randeva HS, Vatish M (augusti 2006).
4. ↑ 1 2 3 “Aminosyrarester involverade i det katalytiska stället för humant erytrocytbisfosfoglyceratmutas. Funktionella konsekvenser av substitutioner av His10, His187 och Arg89”. Eur. J Biochem . 213 (1): 493-500. April 1993. DOI : 10.1111/j.1432-1033.1993.tb17786.x . PMID  8477721 .
5. ^ "Kritisk roll för humant bisfosfoglyceratmutas Cys22 i fosfatasaktivatorbindningsstället". J Biol. Chem . 272 (22): 14045-50. Maj 1997. doi : 10.1074/jbc.272.22.14045 . PMID  9162026 .

Ytterligare läsning

• Fujita T; et al. (1 december 1998). "Humant erytrocytbisfosfoglyceratmutas: inaktivering genom glykering in vivo och in vitro". J Biochem . 124 (6): 1237-44. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a022243 . PMID  9832630 .

Länkar

• MeSH Mutase Bisfosfoglycerat Mutase
• Kod KF 5.4.2.4