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| ヒスチジノール脱水素酵素 | |||||||||
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| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 1.1.1.23 | ||||||||
| CAS番号 | 9028-27-7 | ||||||||
| 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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| ヒスチジノール脱水素酵素 | |||||||||
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 L-ヒスチジノール脱水素酵素（HISD）の構造は、ドメイン交換と遺伝子複製に関係している。 | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | ヒスチジノール_dh | ||||||||
| パム | PF00815 | ||||||||
| ファム一族 | CL0099 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| プロサイト | PDOC00534 | ||||||||
| SCOP2 | 1k75 / スコープ / SUPFAM | ||||||||
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酵素学では、ヒスチジノール脱水素酵素（HIS4）（HDH）（EC 1.1.1.23）は、化学反応を触媒する酵素である。
- L-ヒスチジノール + 2 NAD + L-ヒスチジン + 2 NADH + 2 H +
したがって、この酵素の 2 つの基質は L-ヒスチジノールとNAD +であり、 3 つの生成物はL-ヒスチジン、NADH、およびH +です。
この酵素は酸化還元酵素のファミリーに属し、特にNAD +またはNADP +を受容体として供与体のCH-OH基に作用します。この酵素クラスの系統名はL-ヒスチジノール:NAD +酸化還元酵素です。この酵素はL-ヒスチジノール脱水素酵素とも呼ばれます。
構造
細菌では、HDHは一本鎖ポリペプチドです。真菌では、ヒスチジン生合成の3つの異なる段階を触媒する多機能酵素のC末端ドメインです。植物では、核コード化タンパク質前駆体として発現し、葉緑体に輸出されます。[1] [2] [3]
アクティブサイト
ヒスチジノールは亜鉛イオンのおかげで活性部位内に保持されますが、亜鉛イオンはそれ以外の触媒には関与しません。亜鉛イオンは His262、Gln259、Asp360、および His419 (ホモ二量体ヒスチジノール脱水素酵素では、他のモノマーから来ます) によって保持されます。ヒスチジノール自体は、1 つのモーメント ユニットからの His327 と His367、および他のモノマー ユニットからの Glu414 によって保持されます。[3]
Cys残基は、第2の酸化ステップの触媒機構に関係していると考えられている。[4]しかし、大腸菌由来のヒスチジノール脱水素酵素を用いた最近の研究によると、この機構はB1-B4の4つの塩基によって触媒される。 His327は最初の塩基として働き、ヒスチジノールのヒドロキシル基を脱プロトン化する。同時に、ヒスチジノールからNAD +によって水素化物が引き抜かれ、2番目のNAD +分子と交換される。 Glu325は2番目の塩基として働き、水分子を脱プロトン化し、ヒスチジノールを攻撃する。同時に、His327（プロトン化されている）はアルデヒド酸素にプロトンを供与し、gem-ジオールが生じる。その後、His327は再びヒドロキシル基の1つを脱プロトン化し、NAD + は反応性炭素原子からプロトンを引き抜く。この一連の工程により、ヒドロキシル基がカルボン酸に酸化される。[3]
関数
ヒスチジノール脱水素酵素は、細菌、真菌、植物におけるヒスチジンの生合成の最終段階、すなわちL -ヒスチジノールからヒスチジンへの4電子酸化を触媒します。
4電子脱水素酵素では、単一の活性部位が 2つの別々の酸化段階を触媒します。基質アルコールから中間体アルデヒドへの酸化と、アルデヒドから生成物酸（この場合はヒスチジン）への酸化です。[4]この反応は、強固にまたは共有結合した中間体を介して進行し、2つのNAD分子の存在が必要です。[4]ほとんどの脱水素酵素とは対照的に、基質はNAD補酵素の前に結合します。[4]
遺伝子の共制御
ヒストジノール脱水素酵素遺伝子（HIS4 ）は、アミノ酸 選択圧を受けている間、隣接する遺伝子を共制御することが示されている。[5]
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 1K75、1KAE、1KAH、1KAR です。
参考文献
- ^ Nagai A, Ward E, Beck J, Tada S, Chang JY, Scheidegger A, Ryals J (1991年5月). 「植物と微生物間のヒスチジノール脱水素酵素の構造的および機能的保全」Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 88 (10): 4133–7. Bibcode :1991PNAS...88.4133N. doi : 10.1073/pnas.88.10.4133 . PMC 51612 . PMID 2034659.
- ^ Cowan-Jacob SW、Rahuel J、 Nagai A、Iwasaki G、Ohta D (1996 年 11 月)。「キャベツヒスチジノール脱水素酵素の結晶化と予備結晶構造解析」。Acta Crystallogr. D . 52 (Pt 6): 1188–90。Bibcode :1996AcCrD..52.1188C。doi : 10.1107 /S0907444996008396。PMID 15299582 。
- ^ abc Barbosa JA、Sivaraman J、Li Y、Larocque R、Matte A、Schrag JD、Cygler M (2002 年 2 月)。「L-ヒスチジノール脱水素酵素の結晶構造から明らかになった作用機序と NAD+ 結合モード」。Proc . Natl . Acad. Sci. USA . 99 ( 4): 1859–64。Bibcode :2002PNAS ... 99.1859B。doi : 10.1073/ pnas.022476199。PMC 122284。PMID 11842181。
- ^ abcd Grubmeyer CT、 Gray WR（1986年8月）。「ヒスチジノール脱水素酵素のヒスチジノール結合部位のシステイン残基（システイン-116）」。生化学。25 （17）：4778–84。doi ：10.1021/bi00365a009。PMID 3533140 。
- ^ 「アミノ酸飢餓誘導による隣接HIS4遺伝子への選択圧によるPichia pastorisの組み換えhIFNγの発現および分泌増加：Acta Facultatis Pharmaceuticae Universitatis Comenianae」。2017年7月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年2月14日閲覧。
さらに読む
- Adams E (1954). 「ヒスチジノールからのヒスチジンの酵素合成」J. Biol. Chem . 209 (2): 829–846. doi : 10.1016/S0021-9258(18)65512-7 . PMID 13192138.
- Adams E (1955). 「L-ヒスチジン、ヒスチジンの生合成前駆体」J. Biol. Chem . 217 (1): 325–344. doi : 10.1016/S0021-9258(19)57184-8 . PMID 13271397.
- Yourno J, Ino I (1968). 「サルモネラチフス菌LT-2由来ヒスチジノール脱水素酵素の精製と結晶化」J. Biol. Chem . 243 (12): 3273–6. doi : 10.1016/S0021-9258(18)93303-X . PMID 4872177.
- Loper JC (1968). 「サルモネラチフス菌由来ヒスチジノール脱水素酵素の結晶化と組成研究」J. Biol. Chem . 243 (12): 3264–72. doi : 10.1016/S0021-9258(18)93302-8 . PMID 4872176.
