| 6-fosfogluconolactonaza | |
|---|---|
| Monomer 6-fosfogluconolactonază cristalizat din Trypanosoma brucei , complexat cu acid 6-fosfogluconic [1] . | |
| Identificatori | |
| Cod KF | 3.1.1.31 |
| Baze de date de enzime | |
| IntEnz | Vedere IntEnz |
| BRENDA | intrare BRENDA |
| ExPASy | Vedere NiceZyme |
| MetaCyc | cale metabolică |
| KEGG | intrare KEGG |
| PRIAM | profil |
| Structuri PDB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum |
| Căutare | |
| PMC | articole |
| PubMed | articole |
| NCBI | proteine NCBI |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
6-Fosfogluconolactonaza (6PGL, PGLS) este o enzimă citosolică găsită în toate organismele care catalizează hidroliza 6-fosfogluconolactonei în acid 6-fosfogluconic în faza oxidativă a căii pentozo-fosfatului [2] . Structura terțiară a 6PGL folosește un pliu α/β hidrolază cu reziduuri de situs activ grupate pe bucle α-helix. Pe baza structurii cristaline a enzimei, se presupune că mecanismul depinde de transferul de protoni de către reziduul de histidină din situsul activ. 6PGL catalizează selectiv hidroliza δ-6-fosfogluconolactonei și nu prezintă activitate împotriva izomerului y [3] .
S-a sugerat că hidroliza 6PGL a 6-fosfogluconolactonei la acidul 6-fosfogluconic are loc prin transferul de protoni la atomul de oxigen al inelului O5 [4] în mod similar cu xilozoizomeraza [5] și ribozo-5-fosfat izomeraza [6] . Reacția este inițiată prin atacul unui ion hidroxid asupra esterului C5 . Se formează un intermediar tetraedric și urmează clivajul legăturii esterice, ajutat de transferul de protoni de la reziduul de histidină din situsul activ. Reziduul specific care este implicat în transferul de protoni a eludat cercetătorilor până în 2009, deoarece studiile structurale anterioare au demonstrat două conformații posibile de substrat în locul activ care poziționează oxigenul inelului O5 în apropierea unui reziduu de arginină sau histidină. Modelarea dinamicii moleculare a fost folosită pentru a descoperi că reziduul care transferă protonul este histidina și că reziduurile de arginină sunt implicate doar în stabilizarea electrică a grupării fosfat încărcate negativ [4] . Stabilizarea electrică a complexului enzimă-substrat are loc, de asemenea, între produsul carboxilat și aminele principale ale resturilor de glicină din jur [4] .
6PGL în Homo sapiens există ca monomer în condiții fiziologice citosolice și constă din 258 de resturi de aminoacizi cu o greutate moleculară totală de ~30 kDa [7] . Structura terțiară a enzimei folosește un pliu α/β hidrolază cu straturi β paralele și antiparalele înconjurate de opt elice α și cinci elice 3 10 . Stabilitatea structurii terțiare a proteinei este îmbunătățită prin punți de sare dintre acidul aspartic și reziduurile de arginină , precum și prin interacțiunile de stivuire ale lanțurilor laterale aromatice. S-a descoperit că 6PGL izolat din Trypanosoma brucei se leagă de ionul Zn +2 într-un rol necatalitic, dar acest lucru nu a fost observat la alte organisme, inclusiv Thermotoga maritima și Vibrio cholerae .
6-fosfogluconolactonaza catalizează conversia 6-fosfogluconolactonei în acid 6-fosfogluconic, ambii intermediari în faza oxidativă a căii pentoze fosfat , în care glucoza este transformată în ribuloză-5-fosfat . Faza oxidativă a căii pentozei fosfat eliberează CO2 și are ca rezultat formarea a doi echivalenți de NADPH din NADP + . Produsul final, ribuloza 5-fosfat, este procesat în continuare de organism în timpul fazei non-oxidative a căii pentozei fosfat pentru a sintetiza biomolecule, inclusiv nucleotide , ATP și coenzima A [3] .
Enzima care precede 6PGL în calea pentozei fosfat, glucozo-6-fosfat dehidrogenaza , formează exclusiv izomerul δ al 6-fosfogluconolactonei. Cu toate acestea, dacă se acumulează, acest compus poate suferi o rearanjare intramoleculară cu izomerizare la o formă y mai stabilă care nu poate fi hidrolizată de 6PGL și nu poate intra în faza neoxidativă a căii pentozei fosfat. Datorită hidrolizei rapide a izomerului δ al 6- fosfogluconolactonei , 6PGL previne acumularea acestuia și formarea ulterioară a izomerului y, ceea ce duce la o risipă ineficientă a resurselor de glucoză disponibile celulei [ 3] . a proteinelor marcate cu His exprimate în E. coli [8] [9] și hidroliza eficientă a 6-fosfogluconolactonei de către 6PGL. previne acumularea de lactonă și reacțiile toxice ulterioare între lactona intermediară și celulă [3] .
S-a demonstrat că paraziții malariei Plasmodium berghei și Plasmodium falciparum exprimă o enzimă bifuncțională care prezintă atât activitate glucozo-6-fosfat dehidrogenază , cât și activitate 6-fosfogluconolactonază, permițându-le să catalizeze primele două etape ale căii pentozo-fosfatului [10] . Această enzimă bifuncțională a fost identificată ca o țintă medicamentoasă pentru paraziții malariei [11] și screening -ul cu randament ridicat al inhibitorilor de molecule mici a condus la descoperirea de noi compuși care ar putea fi traduși în antimalarice puternice [12] [13] .