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| 3-デヒドロキナ酸脱水酵素 | |||||||||
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 シキミ酸経路の3番目のステップはDHQDによって触媒される | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 4.2.1.10 | ||||||||
| CAS番号 | 9012-66-2 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| インテンズ | IntEnzビュー | ||||||||
| ブレンダ | BRENDAエントリー | ||||||||
| エクスパス | NiceZyme ビュー | ||||||||
| ケッグ | KEGGエントリー | ||||||||
| メタサイク | 代謝経路 | ||||||||
| プリアモス | プロフィール | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| 遺伝子オントロジー | アミゴー / クイックゴー | ||||||||
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| I型3-デヒドロキナーゼ | |||||||||
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 チフス菌由来のI型3-デヒドロキナ酸脱水酵素の構造 | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | DHキナーゼ_I | ||||||||
| パム | PF01487 | ||||||||
| ファム一族 | CL0036 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| プロサイト | PDOC00789 | ||||||||
| SCOP2 | 2dhq / スコープ / SUPFAM | ||||||||
| 医療機器 | cd00502 | ||||||||
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| デヒドロキナーゼクラスII | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| シンボル | DHキナーゼ_II | ||||||||
| パム | PF01220 | ||||||||
| プロサイト | PDOC00789 | ||||||||
| SCOP2 | 2dhq / スコープ / SUPFAM | ||||||||
| 医療機器 | cd00466 | ||||||||
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3-デヒドロキナ酸デヒドラターゼ（EC 4.2.1.10）酵素は 化学反応を触媒する。
- 3-デヒドロキナ酸3-デヒドロシキミ酸 + H 2 O
この酵素はリアーゼファミリーに属し、具体的には炭素-酸素結合を切断するヒドロリアーゼです。この酵素はフェニルアラニン、チロシン、トリプトファンの生合成に関与します。
発見
シキミ酸経路は、ベルンハルト・デイヴィスとデイヴィッド・スプリンソンの研究を通じて、芳香族アミノ酸を生成するための主要な生合成経路であることが判明した。[1]
シキミ酸経路における役割
3-デヒドロキナ酸脱水酵素は、シキミ酸経路の3番目のステップを触媒する酵素です。シキミ酸経路は、植物、真菌、細菌が芳香族アミノ酸を生成する生合成経路です。[ 2 ]哺乳類にはこの経路がないため、これらの必須アミノ酸を食事から摂取する必要があります。芳香族アミノ酸には、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファンが含まれます。[1]
この酵素は、3-デヒドロキナ酸を脱水し、隣の図に示すように、3-デヒドロシキミ酸に変換する。これはシキミ酸経路の3番目のステップである。これはリアーゼファミリーに属し、具体的には炭素-酸素結合を切断するヒドロリアーゼである。この酵素クラスの系統名は、3-デヒドロキナ酸ヒドロリアーゼ（3-デヒドロシキミ酸形成）である。この酵素は、収斂進化の数少ない例の1つである。この酵素の2つの異なるバージョンは、異なるアミノ酸配列を持っている。[2]
3-デヒドロキナ酸デヒドラターゼは、デヒドロキナ酸デヒドラターゼやDHQDとも呼ばれます。他の名称には、3-デヒドロキナ酸ヒドロラーゼ、DHQase、3-デヒドロキナーゼ、5-デヒドロキナーゼ、デヒドロキナーゼ、5-デヒドロキナ酸デヒドラターゼ、5-デヒドロキナ酸ヒドロリアーゼ、3-デヒドロキナ酸ヒドロリアーゼなどがあります。[2]
進化の起源
製品の目的
シキミ酸経路によって生成される芳香族アミノ酸は、高等植物によってタンパク質の構成要素として、またいくつかの二次代謝産物の前駆体として使用されます。このような二次代謝産物の例としては、植物色素や、草食動物、昆虫、紫外線から身を守る化合物などがあります。生成される特定の芳香族二次代謝産物、および生成される時期と量は、植物の種類によって異なります。哺乳類は食事から必須アミノ酸を摂取し、神経伝達物質などの重要な物質の前駆体に変換します。
収斂進化
前述のように、3-デヒドロキナ酸脱水酵素にはタイプ I とタイプ II の 2 つのクラスがあります。これら 2 つのバージョンは、アミノ酸配列と二次構造が異なります。タイプ I は、真菌、植物、および一部の細菌に存在し、コリスミ酸の生合成に使用されます。共有結合イミン中間体を介して 3-デヒドロキナ酸のシス脱水を触媒します。タイプ I は熱に弱く、K m値は低マイクロモル範囲です。タイプ II は、真菌のキナ酸経路とほとんどの細菌のシキミ酸経路に存在します。エノラート中間体を使用してトランス脱水を触媒します。熱安定性があり、K m 値はタイプ I の K m値より 1 桁または 2 桁高くなります。[1]
最もよく研究されているI型酵素は大腸菌（遺伝子aroD）と関連細菌由来である。これはホモ二量体 タンパク質である。真菌では、デヒドロキナーゼは五官能性AROM複合体の中核を形成し、シキミ酸経路の5つの連続したステップを触媒する。[3]ヒスチジンが触媒機構に関与している。[4]
その他の目的
3-デヒドロキナ酸デヒドラターゼもキナ酸の分解過程に存在する酵素です。3-デヒドロキナ酸と3-デヒドロシキミ酸はどちらも反応機構の中間体です。次の図はキナ酸分解におけるこの過程を示しています。[1]
構造
アプリケーション
シキミ酸経路は多くの植物、細菌、寄生虫にとって必須の経路であるが、哺乳類には存在しないため、除草剤や抗菌剤の開発に関する研究の焦点となっている。[1]
結核菌のシキミ酸経路の阻害剤は結核を治療できる可能性がある。[5] [6]
細菌や高等植物の3-デヒドロキナ酸脱水酵素のほとんどはI型DHQDである。[1]
参考文献
- ^ abcdef Herrmann KM (1995 年 7 月). 「シキミ酸経路: 芳香族化合物の生合成の初期段階」. The Plant Cell . 7 (7): 907–919. doi :10.1105/tpc.7.7.907. PMC 160886. PMID 12242393 .
- ^ abc Herrmann KM (1995年1月). 「芳香族二次代謝への入り口としてのシキミ酸経路」.植物生理学. 107 (1): 7–12. doi :10.1104/pp.107.1.7. PMC 161158. PMID 7870841 .
- ^ Arora Verasztó, H; Logotheti, M; Albrecht, R; Leitner, A; Zhu, H; Hartmann, MD (2020 年 7 月 6 日). 「五官能性 AROM 複合体の構造と機能ダイナミクス」. Nature Chemical Biology . 16 (9): 973–978. doi :10.1038/s41589-020-0587-9. PMID 32632294. S2CID 220375879.
- ^ Deka RK、Kleanthous C、Coggins JR (1992 年 11 月)。「大腸菌デヒドロキナーゼの活性部位における必須ヒスチジン残基の同定」。The Journal of Biological Chemistry。267 ( 31): 22237–42。doi : 10.1016 / S0021-9258 (18)41660-2。PMID 1429576。
- ^ Dias MV、Snee WC、Bromfield KM、Payne RJ、Palaninathan SK、Ciulli A、Howard NI、Abell C、Sacchettini JC、Blundell TL (2011 年 6 月)。「結核菌のシキミ酸経路の 3-デヒドロキナ酸脱水酵素を標的とした阻害剤設計の構造調査」。生化学ジャーナル 。436 ( 3 ): 729–39。doi :10.1042/BJ20110002。PMID 21410435。S2CID 20397566 。
- ^ Reichau S、Jiao W、Walker SR、Hutton RD、Baker EN、Parker EJ (2011 年 5 月)。「Mycobacterium tuberculosis 由来のシキミ酸経路酵素の強力な阻害剤: メカニズムベースとモデリングベースの設計の組み合わせ」。The Journal of Biological Chemistry 。286 ( 18 ) : 16197–207。doi : 10.1074 /jbc.M110.211649 。PMC 3093739 。PMID 21454647 。
さらに読む
- 三橋 誠、デイビス BD (1954 年 9 月)。「芳香族生合成。XII. 5-デヒドロキナ酸から 5-デヒドロキナーゼによる 5-デヒドロシキミ酸への変換」。Biochimica et Biophysica Acta。15 ( 1): 54–61。doi : 10.1016 /0006-3002(54)90093-1。PMID 13198937 。
- 三橋 誠、デイビス BD (1954 年 10 月)。「芳香族生合成。XIII. キナ酸脱水素酵素によるキナ酸の 5-デヒドロキナ酸への変換」。Biochimica et Biophysica Acta。15 ( 2): 268–80。doi : 10.1016 /0006-3002(54)90069-4。PMID 13208693 。
