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| イソコリスミ酸ピルビン酸リアーゼ | |||||||||
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 ネイティブイソコリスミ酸ピルビン酸リアーゼの漫画表示（NO3） | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 4.2.99.21 | ||||||||
| CAS番号 | 383896-77-3 | ||||||||
| 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 | ||||||||
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イソコリスミ酸ピルビン酸リアーゼ（IPL、EC 4.2.99.21）は、サリチル酸の形成に関与する経路の一部を触媒する酵素です。より具体的には、IPLはイソコリスミ酸を基質として使用し、それをサリチル酸とピルビン酸に変換します。IPLは、緑膿菌のpchB遺伝子に由来するPchB酵素です。[1]
命名法
イソコリスミ酸リアーゼ（PchB）は、リアーゼクラスの酵素の一部です。これらの酵素は、通常、基質への官能基の追加と除去を担っています。この酵素の系統名は、イソコリスミ酸ピルビン酸リアーゼ（サリチル酸形成）です。その名前が示すように、このリアーゼの基質はイソコリスミ酸です。緑膿菌のpchB遺伝子に由来するイソコリスミ酸リアーゼの別名には、次のものがあります。[2]
- サリチル酸生合成タンパク質 PchB
- ピオケリン生合成タンパク質 PchB
- イソコリスミ酸ピルビン酸リアーゼ
- ピクB
- IPL。
反応
イソコリスミ酸リアーゼの唯一の基質はイソコリスミ酸です。イソコリスミ酸からエノールピルビル側鎖を除去して、シデロフォアピオケリンの前駆体であるサリチル酸を作る触媒作用をします。[2]周環式反応であると考えられており、C2 から C9 に水素を転移するときの酵素の遷移状態は[3]環状です。結合の切断とそれに続く形成は、共同プロセスです。ただし、共同ではあっても、結合の切断と形成は必ずしも同じ速度で起こるわけではないことに注意してください。[4]この酵素は、25 °C の最適温度と pH 6.8 ～ 7.5 で機能しますが、pH 4 ～ 9 の全範囲で活性です。緑膿菌種は、反応を完了するために補因子や金属を必要としません。[2]
構造
IPL は、2 つの同等の活性部位を持つ絡み合った二量体で構成されています。各モノマーには 3 つのヘリックスがあり、両方の活性部位は 2 つのモノマーの残基から構成されています。[4] 1 番目と 2 番目のヘリックスの間のループは、基質が入り、生成物が出る開口部を提供します。[5]そのループには、残基 42 に正に帯電したリジンがあり、この活性部位の蓋として機能します。このリジンは、酵素が最も効率的にサリチル酸を生成するために不可欠です。リジン 42 の正電荷と、活性部位に入った基質の組織化が組み合わさって、酵素の遷移状態の安定化が可能になります。[3] IPL は、基質に結合する前に、開いた活性部位に硝酸塩を結合させます。[5]
経路
イソコリスミ酸リアーゼは、サリチル酸生合成I経路の2番目の酵素であり、この経路はコリスミ酸生合成Iの直後に発生します。この代謝プロセスで生成されたコリスミ酸を使用して、まず酵素PchAがコリスミ酸からイソコリスミ酸への反応を触媒し、次にIPLによってピルビン酸が切断され、生成物サリチル酸が残ります。[6]
サリチル酸
サリチル酸は、植物界と細菌界の両方の種に存在する芳香族化合物です。その機能は種によって異なりますが、一般的にサリチル酸は多くの細菌でさまざまなシデロフォア（有機Fe 3+キレート剤）の構成要素として使用されます。これらのシデロフォアは生物によって異なります。例としては、エルシニア・ペスティスおよびエルシニア・エンテロコリチカのエルシニアバクチン、結核菌のマイコバクチン、緑膿菌のピオケリンなどがあります。 [6]
サリチル酸は様々な植物種にも含まれており、開花や病原体感染に対する抵抗力を高めるために使用されています。[6]
相同遺伝子
イソコリスミ酸リアーゼは大腸菌のコリスミ酸ムターゼ酵素の構造相同体であり、実際にははるかに低い効率ではあるものの、非生理的なコリスミ酸ムターゼ活性を示す。[3]
IPLには他の生物にも見られる相同遺伝子がいくつかあり、その中には以下が含まれる: [2]
- エルシニア・エンテロコリチカの Irp9
- 結核菌のMbtlまたはサリチル酸合成酵素
参考文献
- ^ Gaille C, Kast P, Haas D (2002年6月). 「 緑膿菌におけるサリチル酸生合成。イソコリスミ酸ピルビン酸リアーゼおよびコリスミ酸ムターゼ活性を示す新規二機能性酵素PchBの精製および特性評価」。The Journal of Biological Chemistry。277 ( 24): 21768–75。doi : 10.1074/jbc.M202410200。PMID 11937513。2015年4月2日閲覧。
- ^ abcd 「BRENDA - EC 4.2.99.21 - イソコリスミ酸リアーゼおよび生物 Pseudomonas aeruginosa に関する情報」www.brenda-enzymes.info 。2015年 4 月 16 日閲覧。
- ^ abc Olucha J、Meneely KM、Lamb AL (2012 年 9 月)。「活性部位ループの残基 42 をリジン模倣側鎖で修飾すると、Pseudomonas aeruginosa PchB のイソコリスミ酸ピルビン酸リアーゼ活性が回復する」。生化学 。51 ( 38 ) : 7525–32。doi :10.1021/bi300472n。PMC 3546224。PMID 22970849。
- ^ ab Olucha J、Ouellette AN、Luo Q、Lamb AL (2011 年 8 月)。「Pseudomonas aeruginosa イソコリスミ酸ピルビン酸リアーゼによる触媒作用の pH 依存性: 遷移状態の安定化への影響とリジン 42 の役割」。生化学。50 ( 33 ) : 7198–207。doi :10.1021/bi200599j。PMC 3156872。PMID 21751784。
- ^ ab Zaitseva J、Lu J、Olechoski KL、Lamb AL (2006 年 11 月)。「Pseudomonas aeruginosa 由来のイソコリスミ酸ピルビン酸リアーゼの 2 つの結晶構造」。The Journal of Biological Chemistry。281 ( 44): 33441–9。doi : 10.1074/ jbc.M605470200。PMID 16914555。
- ^ abc Caspi, R (2009年12月18日). 「MetaCyc経路：サリチル酸生合成I」. MetaCyc . SRIインターナショナル. 2015年4月15日閲覧。
