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| マレイルアセト酢酸イソメラーゼ | |||||||||
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 これは酵素の表面構造を表しています。 | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 5.2.1.2 | ||||||||
| 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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酵素学では、マレイルアセト酢酸イソメラーゼ（EC 5.2.1.2）は、化学反応を触媒する酵素である。
- 4-マレイルアセト酢酸塩4-フマリルアセト酢酸塩
この酵素は、イソメラーゼ、特にシス-トランスイソメラーゼのファミリーに属します。この酵素クラスの系統名は、4-マレイルアセト酢酸シス-トランス -イソメラーゼです。
4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼは、 L-フェニルアラニンの分解に関与する酵素です。グルタチオンS-トランスフェラーゼゼータ1（GSTZ1）遺伝子によってコードされています。この酵素は、4-マレイルアセト酢酸から4-フマリルアセト酢酸への変換を触媒します。4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼは、グルタチオンS-トランスフェラーゼ（GST）スーパーファミリーのゼータクラスに属します。[1]
機構
フェニルアラニン分解経路において、4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼは、4-マレイルアセト酢酸からフマレイルアセト酢酸へのシス-トランス異性化を触媒する。4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼが機能するには補因子グルタチオンが必要である。[1]酵素のSer 15、Cys 16、Gln 111、およびα1のヘリックス双極子は、グルタチオンのチオレート形態を安定化し、これが活性化されて4-マレイルアセト酢酸のα炭素を攻撃し、二重結合を切断して単結合の周りを回転できるようにする。[1]
4-マレイルアセト酢酸は4-フマリルアセト酢酸に変換され、この化合物はフマリルアセト酢酸加水分解酵素によってフマル酸とアセト酢酸に分解されます。[2]
4-マレイルアセト酢酸からフマリルアセト酢酸への変換は、食事性タンパク質摂取によって得られるアミノ酸であるフェニルアラニンとチロシンの異化過程の1ステップである。4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼが正常に機能しない場合、4-マレイルアセト酢酸は代わりにスクシニルアセト酢酸に変換され、フマリルアセト酢酸加水分解酵素によってさらにコハク酸とアセト酢酸に分解される可能性がある。[3]
構造
4-マレイルアセト酢酸はホモ二量体である。これはイソメラーゼトランスフェラーゼに分類される。総残基数は 216、総原子数は 1700 である。この酵素の理論的な重量は 24.11 KDa である。[1] 4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼには 3 つのアイソフォームがある[4]最も一般的なアイソフォームには 2 つのドメイン、N 末端ドメイン(4-87)、C 末端ドメイン(92-212)、およびグルタチオン結合部位 (14-19、71-72、および 115-117) がある。N 末端ドメインには 4 本の鎖のベータシートがあり、両側のアルファヘリックスで挟まれて3 層のサンドイッチ三次構造を形成している。C 末端ドメインは主にアルファヘリックスで構成されており、密に束ねられたアルファヘリックスの上下構造をしている。[1]
グルタチオンは14-19、71-72、115-117の位置に結合します。また、硫酸イオンやジチオトレイトールにも結合します。[3]
臨床的意義
マレイルアセト酢酸イソメラーゼ欠損症は、遺伝子GSTZ1の変異によって引き起こされる疾患です。
これは常染色体劣性遺伝性の先天性代謝異常症です。4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼ（GSTZ1）の合成をコードする遺伝子の変異によって引き起こされます。
4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼの変異により、尿中にフマリルアセト酢酸とスクシニルアセトンが蓄積したが、被験者はその他の点では健康であった。4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼが存在しない場合でも4-マレイルアセト酢酸の分解を可能にする代替の非酵素的バイパスが存在する可能性が高い。このメカニズムのため、4-マレイルアセト酢酸イソメラーゼをコードする遺伝子の変異は危険とは考えられていない。[5]
GSTZ1は肝臓で高発現しているが、この遺伝子の変異は肝機能や凝固に悪影響を及ぼさない。[6]
遺伝子発現
この酵素が合成される遺伝子は主に肝臓で発現し、腎臓、骨格筋、脳でも発現している。また、メラノサイト、滑膜、胎盤、乳房、胎児の肝臓、心臓でも発現している。[6]
関連酵素
フェニルアラニンの異化に関与する他の酵素には、フェニルアラニン水酸化酵素、アミノトランスフェラーゼ、p-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ、ホモゲンチジン酸オキシダーゼ、およびフマリルアセト酢酸ヒドロラーゼが含まれます。これらの酵素の一部に変異があると、フェニルケトン尿症、アルカプトン尿症、チロシン血症などのより重篤な疾患を引き起こす可能性があります。
GSTZ1遺伝子は染色体14q24.3に位置する。[7]
参考文献
- ^ abcde PDB : 1FW1 ; Polekhina G、Board PG、Blackburn AC、Parker MW (2001 年 2 月)。「マレイルアセト酢酸イソメラーゼ/グルタチオントランスフェラーゼゼータの結晶構造は、その驚くべき触媒的多様性の分子的基礎を明らかにする」。生化学。40 ( 6 ): 1567–76。doi :10.1021/bi002249z。PMID 11327815 。
- ^ アリアス＝バラウ E、オリベラ ER、ルエンゴ JM、フェルナンデス C、ガラン B、ガルシア JL、ディアス E、ミニャンブレス B (2004 年 8 月)。 「ホモゲンチセート経路：シュードモナス・プチダにおけるL-フェニルアラニン、L-チロシン、および3-ヒドロキシフェニル酢酸の分解に関与する中心的な異化経路」。細菌学ジャーナル。186 (15): 5062–77。土井：10.1128/JB.186.15.5062-5077.2004。PMC 451635。PMID 15262943。
- ^ ab Fernández-Cañón JM、Baetscher MW、Finegold M、Burlingame T、Gibson KM、Grompe M (2002 年 7 月)。「Maleylacetoacetate isomerase (MAAI/GSTZ) 欠損マウスでは、チロシン異化作用におけるグルタチオン依存性の非酵素的バイパスが明らかになる」。分子細胞生物 学。22 ( 13): 4943–51。doi :10.1128/MCB.22.13.4943-4951.2002。PMC 133921。PMID 12052898。
- ^ UniProtの「Maleylacetoacetate isomerase」のユニバーサルタンパク質リソースアクセッション番号 GSTZ1 。
- ^ Lim CE、Matthaei KI、Blackburn AC、Davis RP、Dahlstrom JE、Koina ME、Anders MW、Board PG (2004 年 8 月)。「グルタチオン トランスフェラーゼ ゼータ/マレイルアセト酢酸イソメラーゼ欠損マウスは、さまざまな病理学的変化と、アルファ、ミュー、パイ クラスのグルタチオン トランスフェラーゼの発現上昇を示す」。The American Journal of Pathology。165 ( 2): 679–93。doi : 10.1016 /S0002-9440(10) 63332-9。PMC 1618558。PMID 15277241 。
- ^ ab 「GSTZ1 グルタチオンS-トランスフェラーゼゼータ1 [ホモサピエンス (ヒト)] - 遺伝子 - NCBI」。www.ncbi.nlm.nih.gov 。 2018年12月6日閲覧。
- ^ 「GSTZ1のシンボルレポート」www.genenames.org。
さらに読む
- 「3,5-ジオキソオクタン二酸」。PubChem化合物データベース。国立バイオテクノロジー情報センター。米国国立医学図書館。
- Blackburn AC、Woollatt E、Sutherland GR、Board PG (1998)。「ヒトゼータクラスのグルタチオントランスフェラーゼおよびマレイルアセト酢酸イソメラーゼをコードする遺伝子 GSTZ1 の特性と染色体位置」。細胞遺伝学と細胞遺伝学。83 (1–2) : 109–14。doi : 10.1159/000015145。PMID 9925947。S2CID 22835884 。
- UniProtの「Maleylacetoacetate isomerase」のユニバーサルタンパク質リソース アクセッション番号 O43708 。
- 「グルタチオン」。PubChem 化合物データベース。国立バイオテクノロジー情報センター。米国国立医学図書館。
