ホスホグリセリン酸ムターゼ

ホスホグリセリン酸ムターゼ1（脳）
ホスホグリセリン酸ムターゼ1（脳）
識別子
シンボル	PGAM1
代替記号	国際
NCBI遺伝子	5223
HGNC	8888
オミム	172250
参照シーケンス	NM_002629
ユニプロット	P18669
その他のデータ
EC番号	5.4.2.11
軌跡	第10章 25.3節
構造
検索する
構造	スイスモデル
ドメイン	インタープロ

利用可能なタンパク質構造:
パム	構造 / ECOD
ＰＤＢ	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム	構造の概要
ＰＤＢ	1e59 A:5-191 1e58 A:5-191 1yjx D:5-193 1yfk A:5-193 1ljd A:5-193 1fzt A:9-170 4pgm B:3-189 3pgm B:3-189 1qhf A:3-189 1bq3 B:3-189 1bq4 B:3-189 1rii A:6-190 1t8p A:5-195 1h2e A:2-151 1h2f A:2-151 1ebb A:2-151 2bif A:251-398 3bif A:251-398 1bif :251-398 1k6m B:253-400 1c80 A:253-400 1c7z A:253-400 1fbt B:253-400 1c81 A:253-400 2axn A:248-395 1ujc A:2-115 1ujb A:2-115

ホスホグリセリン酸ムターゼファミリー
ホスホグリセリン酸ムターゼファミリー
識別子
シンボル	PGAM
パム	PF00300
インタープロ	著作権
プロサイト	PDOC00158
SCOP2	3pgm / スコープ / SUPFAM
パム
利用可能なタンパク質構造:
パム	構造 / ECOD
ＰＤＢ	RCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBサム	構造の概要
ＰＤＢ	1e59 A:5-191 1e58 A:5-191 1yjx D:5-193 1yfk A:5-193 1ljd A:5-193 1fzt A:9-170 4pgm B:3-189 3pgm B:3-189 1qhf A:3-189 1bq3 B:3-189 1bq4 B:3-189 1rii A:6-190 1t8p A:5-195 1h2e A:2-151 1h2f A:2-151 1ebb A:2-151 2bif A:251-398 3bif A:251-398 1bif :251-398 1k6m B:253-400 1c80 A:253-400 1c7z A:253-400 1fbt B:253-400 1c81 A:253-400 2axn A:248-395 1ujc A:2-115 1ujb A:2-115

ホスホグリセリン酸ムターゼ2（筋肉）

識別子

シンボル

PGAM2

5224

8889

261670

NM_000290

P15259

その他のデータ

EC番号

5.4.2.11

軌跡

第7章 p13-p12

検索する
構造	スイスモデル
ドメイン	インタープロ

この酵素は、 1,3-ビスホスホグリセリン酸から 2,3-ビスホスホグリセリン酸への変換を触媒するビスホスホグリセリン酸ムターゼと混同しないでください。

ホスホグリセリン酸ムターゼ（PGM）は、解糖系の第8段階、すなわちリン酸基をC-3からC-2へ内部転移させ、 2,3-ビスホスホグリセリン酸中間体を経て3-ホスホグリセリン酸（3PG）を2-ホスホグリセリン酸（2PG）に変換する反応を触媒する酵素である。これらの酵素は、補因子依存性（dPGM）または補因子非依存性（iPGM）の2つの異なるクラスに分類される。 ^[1] dPGM酵素（EC 5.4.2.11）は、約250個のアミノ酸で構成され、すべての脊椎動物のほか、一部の無脊椎動物、真菌、細菌に見られる。iPGM（EC 5.4.2.12）クラスは、すべての植物と藻類のほか、一部の無脊椎動物、真菌、グラム陽性細菌に見られる。^{[2]このクラスのPGM酵素は}アルカリホスファターゼと同じスーパーファミリーを共有しています。^[3]

機構

PGMはイソメラーゼ酵素であり、3-ホスホグリセリン酸のC-3炭素からリン酸基 （PO ₄³⁻）をC-2炭素に効果的に転移させて2-ホスホグリセリン酸を形成する。dPGMが触媒できる反応は全部で3つある：3PGから2PGへ、およびその逆の変換をもたらすムターゼ反応、^[4]^[5 ] 2,3-ビスホスホグリセリン酸からホスホグリセリン酸を生成するホスファターゼ反応、^[6]^[7]および1,3-ビスホスホグリセリン酸から2,3-ビスホスホグリセリン酸を生成する合成酵素反応（ビスホスホグリセリン酸ムターゼ酵素に類似） ^[^要出典^{] 。速度論的および構造的研究により、dPGMと}ビスホスホグリセリン酸ムターゼはパラロガス構造であることを示す証拠が得られている。^[6] 両酵素は、ホスホフルクトキナーゼ2のホスファターゼ部分と前立腺酸性ホスファターゼも含むスーパーファミリーに含まれています。^[8]

触媒されるムターゼ反応には、2つの別々のホスホリル基が関与し、2-炭素上の末端リン酸は、3-炭素から除去されたリン酸と同じではありません。
補因子依存性酵素の初期状態では、活性部位には、特定のヒスチジン残基のリン酸化によって形成されたホスホヒスチジン複合体が含まれています。^[9]3-ホスホグリセリン酸が活性部位に入ると、ホスホヒスチジン複合体は、酵素から基質C-2へのリン酸の移動を容易にするように配置され、2,3-ビスホスホグリセリン酸中間体が生成されます。酵素ヒスチジンの脱リン酸化により、酵素構成の局所的なアロステリック変化が作動し、基質の3-Cリン酸基が酵素活性部位のヒスチジンと整列し、リン酸の移動が容易になって酵素が初期のリン酸化状態に戻り、生成物2-ホスホグリセリン酸が放出されます。2,3-ビスホスホグリセリン酸は、dPGMの補因子として必要です。対照的に、iPGMクラスは2,3-ビスホスホグリセリン酸とは独立しており、ホスホセリン中間体を使用してモノホスホグリセリン酸上のリン酸基の分子内転移を触媒する。^[10]

反応要約

3PG + P酵素 → 2,3BPG + 酵素 → 2PG + P酵素

3-ホスホグリセリン酸中間体 2-ホスホグリセリン酸

ΔG° ′ =+1.1kcal/モル

アイソザイム

ホスホグリセリン酸ムターゼは、主に約 32kDa の 2 つの同一または密接に関連するサブユニットの二量体として存在します。この酵素は、酵母からホモサピエンスまで、単純な生物に存在し、その構造は全体的に高度に保存されています。(酵母 PGM は哺乳類型と比較して約 74% 保存されています)。

哺乳類では、酵素サブユニットは筋肉由来の形態（m 型）か他の組織（b アイソザイムが最初に分離された脳の b 型）のいずれかであると思われます。二量体として存在するこの酵素は、どのサブユニット形態が分子全体を構成しているかに応じて 3 つのアイソザイム（mm、bb、または mb）を持ちます。mm 型は主に平滑筋にほぼ独占的に見られます。mb アイソザイムは心筋と骨格筋に見られ、bb 型はその他の組織に見られます。^[11] 3 つのアイソザイムはすべてどの組織にも見られる可能性がありますが、上記の分布はそれぞれの有病率に基づいています。

インタラクティブな経路マップ

下記の遺伝子、タンパク質、代謝物をクリックすると、それぞれの記事にリンクします。^{[§ 1]}

^ インタラクティブなパスウェイマップは、WikiPathways: "GlycolysisGluconeogenesis_WP534" で編集できます。

規制

ホスホグリセリン酸ムターゼは小さな正のギブス自由エネルギーを持ち、この反応は両方向に容易に進行します。これは可逆反応であるため、解糖経路の主要な制御メカニズムや制御スキームの場所ではありません。

バナデート^[12] 、酢酸、塩化物イオン、リン酸、2-ホスホグリコール酸、N-[トリス(ヒドロキシメチル)メチル-2-アミノ]エタンスルホン酸などのアニオン分子は、dPGMのムターゼ活性の阻害剤として知られています。研究では、dPGMはイオン濃度の変化に敏感であり、塩の濃度が増加すると酵素のホスファターゼ活性が活性化され、ムターゼ活性が阻害されることが示されています。KClなどの特定の塩は、2-ホスホグリセリン酸とムターゼ活性に関して競合的阻害剤であることが知られています。^[13] リン酸と2-ホスホグリコール酸はどちらも、基質2-ホスホグリセリン酸と2,3-ビスホスホグリセリン酸に関してムターゼ活性の競合的阻害剤です。^[14]

臨床的意義

ヒトでは、この酵素をコードする PGAM2 遺伝子は、7 番染色体の短腕に位置しています。

ホスホグリセリン酸ムターゼの欠損は、軽度から中等度の症状を伴うまれな常染色体劣性遺伝性疾患であるグリコーゲン貯蔵病X型を引き起こします。生命を脅かすとは考えられておらず、生活習慣を変えることで管理できます。 ^[要出典]これは代謝性ミオパシーとして現れ、以前は筋ジストロフィーと呼ばれていた症候群の多くの形態の1つです。^[要出典] PGAM1欠損は肝臓に影響し、PGAM2欠損は筋肉に影響します。

発症は一般的に小児期から成人初期に見られるが、軽度の障害がある場合、自分がこの障害を持っていることに気付かないこともある。PGAM 欠乏症の患者は、筋肉痛、けいれん、筋壊死、ミオグロビン尿を引き起こす可能性のある短時間の激しい運動を行った場合を除いて、通常は無症状である。^[15] PGAM 欠乏症の珍しい病理学的特徴は、尿細管凝集体との関連である。症状は、身体活動や運動に対する不耐性、けいれん、筋肉痛である。永続的な衰弱はまれである。この病気は進行性ではなく、予後は良好である。^[要出典]

このドメインを含むヒトタンパク質

BPGM ; PFKFB1 ; PFKFB2 ; PFKFB3 ; PFKFB4 ; PGAM1 ; PGAM2 ; PGAM4; PGAM5 ; STS1; UBASH3A ;

参考文献

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外部リンク

米国国立医学図書館の医学件名標目(MeSH)におけるホスホグリセリン酸+ムターゼ
PDBe-KBは、ヒトホスホグリセリン酸ムターゼ1のPDBで利用可能なすべての構造情報の概要を提供します。

[WikiPathways-12] インタラクティブなパスウェイマップは、WikiPathways: "GlycolysisGluconeogenesis_WP534" で編集できます。

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