メチルマロニルCoAエピメラーゼ

メチルマロニルCoAエピメラーゼ（EC 5.1.99.1、メチルマロニル-CoAラセマーゼ、メチルマロニル補酵素Aラセマーゼ、DL-メチルマロニル-CoAラセマーゼ、2-メチル-3-オキソプロパノイル-CoA 2-エピメラーゼ[不正確]）は、脂肪酸異化に関与する酵素で、ヒトでは第2染色体上の「MCEE」遺伝子によってコードされています。これは通常「メチルマロニル-CoAラセマーゼ」と誤って表記されます。CoA 部分には他に5つの立体中心があるため、これはラセマーゼではありません。

構造

「MCEE」遺伝子は2p13領域に位置し、4つのエクソンを含み、約18 kDaの大きさでミトコンドリアマトリックスに局在するタンパク質をコードしています。^[¹^]アミノ酸配列にはいくつかの自然変異が存在します。MCEEタンパク質の構造は、X線結晶構造解析により1.8オングストロームの分解能で解明されています。^[²^]

関数

MCEE遺伝子は、分岐鎖アミノ酸、奇数鎖長脂肪酸、およびその他の代謝物の分解中にD-メチルマロニル-CoAとL-メチルマロニル-CoAを相互変換する酵素をコードしています。生化学的には、 ( S )-メチルマロニル-CoAを( R )型に変換する化学反応を触媒します。 ^[³^]^[⁴^]

( S )-メチルマロニル-CoA

\rightleftharpoons

( R )-メチルマロニル-CoA

メチルマロニルCoAエピメラーゼは、奇数炭素鎖を持つ脂肪酸の異化において重要な役割を果たします。偶数炭素鎖の飽和脂肪酸の異化では、β酸化経路が脂肪アシルCoA分子を4回の反応の繰り返しシーケンスで分解し、繰り返しシーケンスごとに1つのアセチルCoAを生成します。これは、β酸化の各ラウンドで、脂肪アシルCoAが2炭素分短縮されることを意味します。脂肪酸が偶数個の炭素から始まった場合、このプロセスは飽和脂肪酸全体をアセチルCoA単位に分解することができます。しかし、脂肪酸が奇数個の炭素から始まった場合、β酸化は3炭素のプロピオニルCoAが形成されるまで脂肪アシルCoAを分解します。これを代謝的に有用なスクシニルCoAに変換するには、3つの反応が必要です。プロピオニル-CoAは、まずプロピオニル-CoAカルボキシラーゼという酵素によってカルボキシル化されて( S )-メチルマロニル-CoAになります。次に、メチルマロニルCoAエピメラーゼが、ビタミンB12 補因子と共鳴安定化カルバニオン中間体を用いた反応で、( S )-メチルマロニル-CoAを( R )型に転位させます。 ( R )-メチルマロニル-CoAは、メチルマロニル-CoAムターゼによって触媒される反応でスクシニル-CoAに変換されます。

酵素は一般塩基として働き、( R )-メチルマロニル-CoAのβ炭素からプロトンを引き抜きます。これにより、α炭素が共鳴によって安定化されたカルバニオン中間体が形成されます。次に、酵素は一般酸として働き、β炭素をプロトン化することで、( S )-メチルマロニル-CoAが生成されます。

臨床的意義

MCEE遺伝子の変異はメチルマロニルCoAエピメラーゼ欠損症（MCEED）^{[ 5 ]}を引き起こします。これは、分岐鎖アミノ酸であるバリン、ロイシン、イソロイシンを含むアミノ酸代謝におけるまれな常染色体劣性先天性代謝異常です。MCEED患者は、生命を脅かす新生児代謝性アシドーシス、高アンモニア血症、摂食困難、昏睡を呈することがあります。

参考文献

↑ "MCEE - メチルマロニル-CoA エピメラーゼ、ミトコンドリア前駆体 - Homo sapiens (ヒト) - MCEE 遺伝子およびタンパク質" . www.uniprot.org .
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↑ Mazumder R、Sasakawa T 、 Kaziro Y、Ochoa S ( 1962 年 10 月)。「動物組織におけるプロピオン酸の代謝。IX. メチルマロニル補酵素 A ラセマーゼ」。The Journal of Biological Chemistry。237 (10): 3065–8。doi : 10.1016/S0021-9258(18) 50121-6。PMID 13934211 。
↑ Overath P、Kellerman GM、Lynen F、Fritz HP、Keller HJ (1962)。「メチルマロニル-Co A からスクシニル-Co A への転位機構について。II. メチルマロニル-Co A イソメラーゼおよびメチルマロニル-Co A ラセマーゼの作用機構に関する実験」。Biochemische Zeitschrift . 335 : 500– 18. PMID 14482843。
↑ Bikker H、Bakker HD、Abeling NG、Poll-The BT、Kleijer WJ、Rosenblatt DS、Waterham HR、Wanders RJ、Duran M (2006年7月)。「メチルマロニルCoAエピメラーゼ遺伝子（MCEE）のホモ接合性ナンセンス変異により軽度のメチルマロン酸尿症が生じる」。Human Mutation。27 （ 7）：640–3。doi：10.1002 / humu.20373。PMID 16752391。S2CID 5821956。

外部リンク

米国国立医学図書館の医学主題見出し（MeSH）におけるメチルマロニルCoA+エピメラーゼ

[1] "MCEE - メチルマロニル-CoA エピメラーゼ、ミトコンドリア前駆体 - Homo sapiens (ヒト) - MCEE 遺伝子およびタンパク質" . www.uniprot.org .

[2] ヨーロッパ、タンパク質データバンク。「PDB 3rmu構造概要‹ヨーロッパタンパク質データバンク（PDBe）‹ EMBL -EBI」。www.ebi.ac.uk 。

[3] Mazumder R、Sasakawa T 、 Kaziro Y、Ochoa S ( 1962 年 10 月)。「動物組織におけるプロピオン酸の代謝。IX. メチルマロニル補酵素 A ラセマーゼ」。The Journal of Biological Chemistry。237 (10): 3065–8。doi : 10.1016/S0021-9258(18) 50121-6。PMID 13934211 。

[4] Overath P、Kellerman GM、Lynen F、Fritz HP、Keller HJ (1962)。「メチルマロニル-Co A からスクシニル-Co A への転位機構について。II. メチルマロニル-Co A イソメラーゼおよびメチルマロニル-Co A ラセマーゼの作用機構に関する実験」。Biochemische Zeitschrift . 335 : 500– 18. PMID 14482843。

[5] Bikker H、Bakker HD、Abeling NG、Poll-The BT、Kleijer WJ、Rosenblatt DS、Waterham HR、Wanders RJ、Duran M (2006年7月)。「メチルマロニルCoAエピメラーゼ遺伝子（MCEE）のホモ接合性ナンセンス変異により軽度のメチルマロン酸尿症が生じる」。Human Mutation。27 （ 7）：640–3。doi：10.1002 / humu.20373。PMID 16752391。S2CID 5821956。

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