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| N-アセチルグルタミン酸合成酵素 | |||||||
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 N -アセチルグルタミン酸シンターゼ/キナーゼテトラマー、マリカウリスマリス | |||||||
| 識別子 | |||||||
| シンボル | ナグス | ||||||
| NCBI遺伝子 | 162417 | ||||||
| HGNC | 17996 | ||||||
| オミム | 608300 | ||||||
| 参照シーケンス | NM_153006 | ||||||
| ユニプロット | Q8N159 | ||||||
| その他のデータ | |||||||
| EC番号 | 2.3.1.1 | ||||||
| 軌跡 | 第17章 21.31節 | ||||||
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N -アセチルグルタミン酸合成酵素（ NAGS）は、グルタミン酸とアセチルCoAからN -アセチルグルタミン酸（NAG）の生成を触媒する酵素です。
簡単に言えば、NAGS は次の反応を触媒します。
- アセチルCoA + L -グルタミン酸 → CoA + N -アセチル- L -グルタミン酸
NAGSはN-アセチルトランスフェラーゼファミリーの酵素の一種で、原核生物と真核生物の両方に存在しますが、その役割と構造は種によって大きく異なります。NAGはオルニチンとアルギニンという2つの重要なアミノ酸の生成に、またはカルバモイルリン酸合成酵素（CPS1）のアロステリック 補因子として使用されます。哺乳類では、NAGSは主に肝臓と小腸で発現し、ミトコンドリアマトリックスに局在しています。[1]
生物学的機能
ほとんどの原核生物（細菌）と下等真核生物（真菌、緑藻類、植物など）は、オルニチンアセチルトランスフェラーゼ（OAT）を介してNAGを生成します。これは、「環状」オルニチン生成経路の一部です。したがって、NAGSは補助的な役割で使用され、必要に応じてNAGの蓄えを補充します。ただし、一部の植物や細菌では、NAGSは「線形」アルギニン生成経路の最初のステップを触媒します。[2]
原核生物、下等真核生物、高等真核生物間のNAGSタンパク質配列は、顕著な類似性の欠如を示しています。原核生物と真核生物のNAGS間の配列同一性は大部分が30%未満ですが、[3]下等真核生物と高等真核生物間の配列同一性は約20%です。[4]
NAGS の酵素活性はL -アルギニンによって調節されます。L -アルギニンは植物や細菌の NAGS では阻害剤として働きますが、脊椎動物ではエフェクターとして働きます。[5] [6]オルニチンとアルギニンの合成における NAG 阻害剤としてのアルギニンの役割はよく理解されていますが、尿素回路における NAG の役割については議論があります。[7] [8]現在脊椎動物で認められている NAG の役割は、CPS1 の必須アロステリック補因子としての役割であり、したがって尿素回路を通るフラックスの主要なコントローラーとして機能します。この役割では、アルギニンからのフィードバック制御は、細胞内にアンモニアが豊富にあり、除去する必要があることを NAGS に知らせ、NAGS 機能を加速させる働きをします。現状では、必須の合成酵素から主要な尿素回路コントローラーへの NAGS の進化の過程はまだ完全には理解されていません。[9]
機構
N -アセチルトランスフェラーゼの機能については、 2 つのメカニズムが提案されています。1 つは、活性化されたシステイン残基に関連アセチル基を転移する 2 段階のピンポン メカニズム[10]、もう 1 つはカルボニル基のアミノ窒素を直接攻撃する 1 段階のメカニズムです。[11]淋菌由来の NAGS を使用した研究では、NAGS は前述の 1 段階のメカニズムで進行することが示唆されています。[12]この提案では、アセチル CoA のカルボニル基はグルタミン酸の α-アミノ窒素によって直接攻撃されます。このメカニズムは、水素結合分極によるカルボニルの活性化、および活性部位内にアセチル基の中間受容体として機能する適切なシステインが存在しないことによって裏付けられています。[13] [14]
臨床的意義
NAGSが不活性になると、高アンモニア血症の一種であるN-アセチルグルタミン酸合成酵素欠損症を引き起こす。[15]多くの脊椎動物において、N-アセチルグルタミン酸は尿素回路の最初のステップを触媒する酵素であるCPS1の必須のアロステリック補因子である。 [16] NAG刺激がなければ、CPS1はアンモニアをカルバモイルリン酸に変換できず、有毒なアンモニアが蓄積する。[17]カルバモイルグルタミン酸は、NAGS欠損症の治療薬として有望視されている。[15]これは、NAGとカルバモイルグルタミン酸の構造的類似性によるものと考えられており、カルバモイルグルタミン酸はCPS1の有効なアゴニストとして作用する。[14]
参考文献
- ^ Meijer AJ、Lof C、Ramos IC、Verhoeven AJ (1985年4月)。「尿素生成の制御」。European Journal of Biochemistry。148 ( 1): 189–96。doi : 10.1111 /j.1432-1033.1985.tb08824.x。PMID 3979393。
- ^ Cunin R, Glansdorff N, Piérard A, Stalon V (1986年9月). 「細菌におけるアルギニンの生合成と代謝」. Microbiological Reviews . 50 (3): 314–52. doi :10.1128/MMBR.50.3.314-352.1986. PMC 373073. PMID 3534538 .
- ^ Yu YG、Turner GE、Weiss RL (1996 年 11 月)。「Neurospora crassa 由来のアセチルグルタミン酸合成酵素 :構造と発現の制御」。分子微生物学。22 ( 3): 545–54。doi : 10.1046 /j.1365-2958.1996.1321494.x。PMID 8939437。S2CID 38149253。
- ^ Caldovic L、Ah Mew N、Shi D、Morizono H、Yudkoff M、Tuchman M (2010)。 「N-アセチルグルタミン酸シンターゼ: 構造、機能、および欠陥」。分子遺伝学と代謝。100 (補足 1): S13–9。土井：10.1016/j.ymgme.2010.02.018。PMC 2876818。PMID 20303810。
- ^ Cybis J、Davis RH (1975 年 7 月)。「Neurospora のアルギニン生合成経路の構成と制御」。Journal of Bacteriology。123 ( 1 ): 196–202。doi : 10.1128 /JB.123.1.196-202.1975。PMC 235707。PMID 166979。
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- ^ ab Caldovic L、Morizono H、Panglao MG、Cheng SF、Packman S、Tuchman M (2003 年 4 月)。「急性新生児疾患および高アンモニア血症に関連する N -アセチルグルタミン酸合成酵素遺伝子のヌル変異」。Human Genetics。112 ( 4 ) : 364–8。doi : 10.1007 /s00439-003-0909-5。PMID 12594532。S2CID 27479847。
- ^ McCudden CR、Powers-Lee SG (1996年7 月)。「カルバモイルリン酸合成酵素 I における N-アセチルグルタミン酸に必要なアロステリックエフェクター部位」。The Journal of Biological Chemistry。271 ( 30 ): 18285–94。doi : 10.1074/jbc.271.30.18285。PMID 8663466 。
- ^ カルドビッチ L、森園 H、ダイキン Y、ニッシム I、マッカーター RJ、ユドコフ M、タックマン M (2004 年 10 月)。 「 N - カルバミルグルタミン酸によるN - アセチルグルタミン酸シンターゼ欠損における尿素生成の回復」。小児科ジャーナル。145 (4): 552-4。土井：10.1016/j.jpeds.2004.06.047。PMID 15480384。
外部リンク
- GeneReviews/NCBI/NIH/UW の尿素サイクル障害の概要に関するエントリー
- 米国国立医学図書館医学件名表(MeSH)の N-アセチルグルタミン酸 + 合成酵素
