コリスミ酸合成酵素

コリスミ酸合成酵素
コリスミ酸合成酵素ホモテトラマー、肺炎球菌
識別子
EC番号	4.2.3.5
CAS番号	9077-07-0
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
検索 個人管理委員会 記事 出版元 記事 国立情報学研究所 タンパク質

コリスミ酸合成酵素（EC 4.2.3.5）は 化学反応を触媒する。

5- O -(1-カルボキシビニル)-3-ホスホシキミ酸コリスミ酸+リン酸${\displaystyle \rightleftharpoons }$

この酵素はリアーゼファミリーに属し、特にリン酸に作用する炭素酸素リアーゼです。この酵素クラスの系統名は、 5- O -(1-カルボキシビニル)-3-ホスホシキミ酸リン酸リアーゼ（コリスミ酸形成）です。この酵素は、 5- O -(1-カルボキシビニル)-3-ホスホシキミ酸リン酸リアーゼとも呼ばれます。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。

コリスミ酸合成酵素は、原核生物、菌類、植物における芳香族アミノ酸の生合成に使用されるシキミ酸経路の7つのステップのうち最後のステップを触媒します。5-エノールピルビルシキミ酸-3-リン酸(EPSP)からリン酸基の1,4-トランス脱離を触媒してコリスミ酸を形成し、その後フェニルアラニン、チロシン、またはトリプトファンの生合成に使用できます。コリスミ酸合成酵素が活性化するには、還元フラビンモノヌクレオチド(FMNH2 または FADH2) が必要です。さまざまなソースからのコリスミ酸合成酵素は、高度な配列保存性を示しています^{[2] [3]}。これは約360〜400個のアミノ酸残基からなるタンパク質です。

シキミ酸経路は、芳香族アミノ酸の前駆物質や、「紫外線防御、電子伝達、シグナル伝達、コミュニケーション、植物防御、創傷反応」などのプロセスにさまざまな関与を持つ他の芳香族化合物を合成します。^[4] ヒトにはシキミ酸経路がありませんが、多くの微生物の生存には必要であるため、この経路と特にコリスミ酸合成酵素は、新しい抗菌治療の潜在的なターゲットであると考えられています。たとえば、コリスミ酸合成酵素は結核菌の生存に不可欠であることが知られており、この酵素はこの病原菌を制御するための魅力的な抗生物質ターゲットとなっています。 ^[5]

2007 年末現在、このクラスの酵素については 9 つの構造が解明されており、PDBアクセス コードは 1Q1L、1QXO、1R52、1R53、1SQ1、1UM0、1UMF、1ZTB、および 2G85 です。

コリスミ酸合成酵素の結晶構造はホモテトラマーで、4つのモノマーそれぞれに1つのFMN分子が非共有結合している。各モノマーは9つのアルファヘリックスと18のベータストランドで構成され、コアはユニークなベータ-アルファ-ベータサンドイッチフォールドに組み立てられている。FMN結合の活性部位は柔軟なループのクラスターで構成されており、これらの領域の周囲は非常に正の電磁ポテンシャルを持っている。活性部位には2つのヒスチジン残基があり、これが還元フラビン分子と基質の脱離リン酸基をプロトン化すると考えられている。^[6]

EPSP からのコリスミ酸の形成には、基質からのリン酸とプロトン (H+) の2 つの脱離が関与する。触媒作用の最初のステップでは、保存されたヒスチジン残基からのプロトン移動の助けを借りてリン酸が脱離する。同時に、電子が FMN から基質に移動し、FMNラジカルと基質ラジカルが形成される。次に、FMN ラジカルが再配置され、その後、水素原子が基質から FMN に移動し、両方のラジカルが脱離して生成物が生成される。還元された FMN は、次に、2 番目の保存されたヒスチジンにプロトンを供与することで、活性型に再互変異性化する。^{[7]コリスミ酸合成酵素反応は FMN に依存しているが、基質と生成物の間には正味の}酸化還元変化 はなく、FMN は単に触媒として機能する。

コリスミ酸合成酵素には2つのクラスがあり、FMN補因子の還元状態を維持する方法が異なります。 二機能性コリスミ酸合成酵素は真菌に存在し、NAD(P)H依存性フラビン還元酵素ドメインを含みます。^[5]単機能性コリスミ酸合成酵素は植物と大腸菌に存在し、フラビン還元酵素ドメインを欠いています。FMNを還元するには別の還元酵素に依存します。^[5]

• Gaertner FH, Cole KW (1973). 「Neurospora crassa のコリスミ酸合成酵素の特性」J. Biol. Chem . 248 (13): 4602–9. doi : 10.1016/S0021-9258(19)43706-X . PMID  4146266.
• Morell H、Clark MJ、Knowles PF、Sprinson DB (1967)。「3-エノールピルビルシキミ酸5-リン酸からのコリスミン酸およびプレフェン酸の酵素合成」。J . Biol. Chem . 242 (1): 82–90. doi : 10.1016/S0021-9258(18)96321-0 . PMID  4289188。
• Welch GR、Cole KW、Gaertner FH (1974)。「Neurospora crassa のコリスミ酸合成酵素：フラボプロテイン」。Arch . Biochem. Biophys . 165 (2): 505–18. doi :10.1016/0003-9861(74)90276-8. PMID  4155270。
• Bornemann S、Lowe DJ、Thorneley RN (1996)。「大腸菌コリスミ酸合成酵素の過渡的速度論：基質消費、生成物形成、リン酸解離、およびフラビン中間体の特性」。生化学。35 ( 30 ): 9907–16。doi :10.1021/bi952958q。PMID 8703965  。
• Bornemann S、Theoclitou ME、Brune M、 Webb MR、Thorneley RN 、 Abell C (2000)。「コリスミ酸合成酵素反応における二次ベータ重水素運動同位体効果」。生物有機化学。28 (4): 191–204。doi :10.1006/bioo.2000.1174。PMID 11034781  。
• Osborne A、Thorneley RN、Abell C、Bornemann S (2000)。「基質および補因子類似体を用いた研究により、コリスミ酸合成酵素反応におけるラジカル機構の証拠が得られた」。J . Biol. Chem . 275 (46): 35825–30. doi : 10.1074/jbc.M005796200 . PMID  10956653。

• ウィキメディア・コモンズのコリスミ酸合成酵素に関連するメディア