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| 3-デオキシ-7-ホスホヘプツロン酸合成酵素 | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 2.5.1.54 | ||||||||
| CAS番号 | 9026-94-2 | ||||||||
| 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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| DAHP 合成酵素 I ドメイン | |||||||||
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 Aquifex aeolicus kdo8psとz-メチル-pep 2-デヒドロ-3-デオキシホスホオクトン酸アルドラーゼの複合体の構造。 [1] | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | DAHP_シンセ1 | ||||||||
| パム | PF00793 | ||||||||
| ファム一族 | CL0036 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| SCOP2 | 51569 / スコープ / SUPFAM | ||||||||
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3-デオキシ-D-アラビノヘプツロソン酸7-リン酸（DAHP）シンターゼ（EC 2.5.1.54）は、シキミ酸経路として知られる一連の代謝 反応の最初の酵素であり、アミノ酸のフェニルアラニン、チロシン、トリプトファンの生合成を担っています。シキミ酸経路の最初の酵素であるため、経路に入る炭素量を制御します。酵素阻害は、経路に入る炭素量を調節する主な方法です。[2]この酵素の形態は生物間で異なりますが、この酵素によって触媒される反応に基づいて DAHPシンターゼと見なすことができます。
酵素学では、DAHP合成酵素（EC 2.5.1.54）は化学反応を触媒する酵素である。
- ホスホエノールピルビン酸 + D-エリスロース 4-リン酸 + H 2 O 3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプト-2-ウロソン酸 7-リン酸 + リン酸
この酵素の3 つの基質は、ホスホエノールピルビン酸、D-エリスロース 4-リン酸、およびH 2 Oであり、その 2 つの生成物は、 3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプト-2-ウロソン酸 7-リン酸とリン酸です。
命名法
この酵素は、メチル基以外のアリール基またはアルキル基を転移するトランスフェラーゼファミリーに属します。この酵素クラスの系統名は、ホスホエノールピルビン酸:D-エリスロース-4-リン酸 C-(1-カルボキシビニル)トランスフェラーゼ (リン酸加水分解、2-カルボキシ-2-オキソエチル形成) です。よく使われる他の名称には、2-デヒドロ-3-デオキシ-ホスホヘプトン酸アルドラーゼ、2-ケト-3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプトン酸 7-リン酸合成酵素、3-デオキシ-D-アラビノ-2-ヘプツロソン酸 7-リン酸合成酵素、3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプトロソン酸 7-リン酸合成酵素、3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプツロソン酸 7-リン酸合成酵素、7-ホスホ-2-ケト-3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプトン酸 D-エリスロース-4-リン酸リアーゼ（ピルビン酸リン酸化）、7-ホスホ-2-デヒドロ-3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプトン酸、D-エリスロース-4-リン酸リアーゼ（ピルビン酸リン酸化）などがあります。 D-エリスロース-4-リン酸リアーゼ、D-エリスロース-4-リン酸リアーゼ（ピルビン酸リン酸化）、DAH7-P シンターゼ、DAHP シンターゼ、DS-Co、DS-Mn、KDPH シンターゼ、KDPH シンテターゼ、デオキシ-D-アラビノ-ヘプツロソン酸-7-リン酸シンテターゼ、ホスホ-2-デヒドロ-3-デオキシヘプトン酸アルドラーゼ、ホスホ-2-ケト-3-デオキシヘプタン酸アルドラーゼ、ホスホ-2-ケト-3-デオキシヘプトン酸アルドラーゼ、ホスホ-2-ケト-3-デオキシヘプトン酸アルドラーゼ、およびホスホ-2-オキソ-3-デオキシヘプトン酸アルドラーゼ。
生物学的機能
DAHP シンターゼの主な機能は、ホスホエノールピルビン酸と D-エリスロース 4-リン酸の反応を触媒して DAHP とリン酸を生成することです。しかし、この酵素のもう 1 つの生物学的機能は、シキミ酸経路に入る炭素の量を制御することです。これは主に、フィードバック阻害と転写制御という 2 つの異なる方法によって実現されます。 [ 2]フィードバック阻害と転写制御はどちらも細菌の炭素を制御するメカニズムですが、植物に見られる DAHP シンターゼで見られる唯一の制御メカニズムは転写制御です。[2]
細菌の一種である大腸菌では、DAHP合成酵素は3つのアイソザイムとして発見されており、それぞれがシキミ酸経路で生成されるアミノ酸の1つに感受性があります。[3]大腸菌のチロシン感受性DAHP合成酵素の研究では、DAHP合成酵素が触媒する反応の最初の基質であるホスホエノールピルビン酸に対する非競合阻害によって酵素がチロシンによって阻害されるのに対し、チロシン濃度が10μMを超えると、DAHP合成酵素が触媒する反応の2番目の基質であるD-エリスロース4-リン酸に対する競合阻害によって酵素がチロシンによって阻害されることが判明しました。[3]また、酵素は無機リン酸によって両基質に対して非競合的阻害を介して阻害され、DAHPによってホスホエノールピルビン酸に対して競合的阻害およびD-エリスロース4-リン酸に対して非競合的阻害を介して阻害されることも判明した。[3]生成物阻害の研究では、ホスホエノールピルビン酸が酵素複合体に結合する最初の基質であり、無機リン酸が酵素複合体から解離する最初の生成物であることがわかっている。 [3]したがって、DAHP合成酵素がDAHPを形成する反応を触媒することを阻害することによって、シキミ酸経路に入る炭素の量を制御することができる。
植物におけるシキミ酸経路への炭素の流れは転写制御によって制御される。[3]この方法は細菌にも見られるが、フィードバック阻害がより一般的である。[2] 植物では、植物が成長サイクルを進むにつれて、DAHP合成酵素の活性が変化する。[2]
触媒活性
DAHP合成酵素が反応を触媒するためには金属イオンが必要である。[2] DAHP合成酵素では、結合部位にCys-XX-His形式で金属イオンに結合したシステインとヒスチジン残基のパターンが含まれていることが示されている。[2]
一般的に、DAHP合成酵素が適切に機能するためには、二価金属イオン補因子が必要であることが示されている。 [4]補因子として機能できる金属イオンには、Mn 2+、Fe 2+、Co 2+、Zn 2+、Cu 2+、Ca 2+などがある。[4]研究では、DAHP合成酵素の各モノマーに1つの金属イオンが結合することが示唆されている。[4]
DAHP シンターゼによって触媒される反応を以下に示します。
構造
DAHP合成酵素の四次構造は2つの密に結合した二量体から構成されており、DAHP合成酵素は四量体であることを意味する。[5]
右側は、DAHP シンターゼの四次構造を示す DAHP シンターゼの画像です。この画像では、DAHP シンターゼが 2 つの密に結合した二量体で構成されていることがわかります。各モノマー鎖は異なる色で表示されています。
右の最初の画像の下には、DAHP シンターゼの画像があり、これも四次構造を示していますが、この画像は漫画表示です。この図では、4 つのモノマーがそれぞれ異なる色で示されています。さらに、この図を使用して、二次構造と三次構造を示すこともできます。示されているように、モノマーのうち 2 つは酵素の片側で相互作用するベータ シートを持ち、他の 2 つのモノマーは反対側で相互作用するベータ シートを持っています。
構造研究
2007 年末現在、このクラスの酵素については 4 つの構造が解明されており、PDBアクセス コードは 1RZM、1VR6、1VS1、2B7O です。
| クラスII DAHP合成酵素ファミリー | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| シンボル | DAHP_シンセ2 | ||||||||
| パム | PF01474 | ||||||||
| ファム一族 | CL0036 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
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参考文献
- ^ Xu X、Wang J、Grison C、Petek S、Coutrot P、Birck MR、Woodard RW、Gatti DL (2003)。「3-デオキシ-D-マンノ-オクツロソン酸8-リン酸合成酵素の新規阻害剤の構造ベース設計」。薬物設計と発見。18 (2–3): 91–9。doi : 10.3109 /10559610290271787。PMID 14675946 。
- ^ abcdefg Herrmann K、Entus R (2001). 「シキミ酸経路: 芳香族アミノ酸とその先」。生命科学百科事典。土井：10.1038/npg.els.0001315。ISBN 978-0-470-01617-6。
- ^ abcde Schoner R, Herrmann KM (1976年9月). 「3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプツロソン酸7-リン酸合成酵素。大腸菌由来のチロシン感受性アイソザイムの精製、特性、および速度論」。The Journal of Biological Chemistry。251 (18): 5440–7。doi : 10.1016/S0021-9258 ( 17)33079- X。PMID 9387 。
- ^ abc Stephens CM 、 Bauerle R (1991年11月)。「大腸菌由来3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプツロソン酸-7-リン酸合成酵素の金属要求性の分析」。The Journal of Biological Chemistry。266 ( 31): 20810–7。doi : 10.1016/ S0021-9258 (18)54781-5。PMID 1682314。
- ^ Shumilin IA、Kretsinger RH、Bauerle RH（1999年7月）。「大腸菌由来のフェニルアラニン制御3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプツロソン酸-7-リン酸合成酵素の結晶構造」。構造。7 （7）：865–75。doi ：10.1016 /S0969-2126（99）80109-9。PMID 10425687。
さらに読む
- Srinivasan PR、 Sprinson DB (1959年4月)。「2-ケト-3-デオキシ-D-アラボ-ヘプトン酸7-リン酸合成酵素」。The Journal of Biological Chemistry。234 ( 4): 716–22。doi : 10.1016/ S0021-9258 (18)70161-0。PMID 13654249。
- ジョセック R、ボンガーツ J、シュプレンガー GA (2001 年 8 月)。 「大腸菌の新しいフィードバック耐性 3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプツロソン酸 7-リン酸シンターゼ AroF の特性評価」。FEMS 微生物学レター。202 (1): 145-8.土井: 10.1111/j.1574-6968.2001.tb10795.x。PMID 11506923。
- Schneider TR、Hartmann M、Braus GH (1999 年 9 月)。 「 Saccharomyces cerevisiae 由来の 3-デオキシ-D-アラビノ-ヘプツロソン酸-7-リン酸合成酵素 (チロシン阻害性) の結晶化と予備的 X 線分析」。Acta Crystallographica D 。55 ( Pt 9): 1586–8。Bibcode :1999AcCrD..55.1586S。doi : 10.1107/S0907444999007830。PMID 10489454 。
