该烯醇是负责执行d-2磷酸的转化的酶(2PGA)磷酸(PEP)在糖酵解和糖异生逆反应中,两个代谢途径是细胞能量代谢的一部分。
在一个方向或另一个方向上催化该反应的决定取决于细胞获取葡萄糖的途径。也就是说,为了获得能量,您必须使新陈代谢适应降解或合成的需求。实现其关键过程必不可少的。
烯醇化酶的三维结构。来自Wikimedia Commons的欧洲生物信息学研究所的Jawahar Swaminathan和MSD研究人员。
鉴于这两种代谢途径都属于生物的中心代谢树的中心,因此该蛋白质的氨基酸序列在古细菌,细菌和真核生物中都是保守的并不奇怪。因此,它具有相似的催化性能。
烯醇化酶在细胞中的定位仅限于胞质溶胶,在大多数生物中,糖酵解(也称为糖酵解)和糖异生都在其中进行。
但是,它也在其他细胞隔室中被检测到,例如许多病原体和癌细胞的质膜。在那里,它似乎与促进细胞传播过程有关,该功能与经典功能完全不同。
能够执行一种以上功能的酶,例如烯醇酶,被称为月光照酶。
结构体
已在许多原核和真核个体中确定了与配体结合或未结合的烯醇酶的四级结构。
每个单体具有两个结构域:一个小的氨基末端结构域和一个较大的羧基末端结构域。N末端结构域由三个α螺旋和四个β折叠组成。而C端由八个β片组成,它们之间交替形成一个被八个α螺旋围绕的β桶。
此外,在每个单体上发现两个二价阳离子的结合位点,它们被称为“构象位点”和“催化位点”。第一个不是很选择性,可以在没有底物的情况下结合多种二价阳离子。
而第二种酶是在底物与酶结合后与离子结合。离子与两个位点的结合对于反应进行至关重要。
最后,重要的是要提到在同二聚体中,单体保持平行取向。因此,活性位点限于由所述结形成的中心区域。
然而,仅两种单体之一的残基参与催化。这解释了单体在实验条件下进行反应的能力。
作用机理
烯醇酶使用的作用机理。来自Wikimedia Commons的English Wikipedia的Kthompson08。
结构研究以及使烯醇化酶的动力学和理化特性得以确定的研究,使得了解其作用机理成为可能。
酶催化反应的方式非常有趣。尽管只涉及一个衬底,但是已经提出了一种有序的顺序机制。
这始于将Mg2 +离子与一种单体的构象位点结合。继续进行底物与活性位点的结合,然后第二离子与催化位点的结合,并在反应进行后立即释放产物。此时,Mg2 +仍附着在构象位点。
同样,为了促进反应,酶首先介导了碳负离子中间体的生成,从而从2PGA的碳2中消除了质子。这样做是由于碱性氨基酸残基的作用。
依次地,通过酶的酸残基的作用除去碳3的羟基。在这一点上,两个碳的结合通过形成双键的PEP进行。这样,反应终止。
特征
迄今为止研究的许多酶都能够在不同的细胞区室中执行与其“经典功能”无关的多种功能。这些酶被称为“月光下”酶。
从这个意义上讲,烯醇化酶可以被认为是月光酶,因为迄今为止在细菌和真核生物中,与它的经典功能相反的许多功能都归因于它。
其中一些功能如下:
-通过与细胞骨架蛋白相互作用,参与维持细胞形状以及水泡运输。
-在哺乳动物细胞核中,它充当转录因子,可调节与细胞增殖相关的基因的表达。它在维持细菌降解体中mRNA的稳定性方面起着协同作用。
-在诸如肺炎链球菌和克氏锥虫的病原体中,它似乎是重要的毒力因子。
-还发现在化脓性链球菌中,烯醇酶排泄到细胞外环境,促进组织降解和逃避宿主免疫系统的逃逸。
-它在肿瘤细胞表面表达,增强转移能力。
油脂酶及其与细胞传播机制的关系
许多病原体以及肿瘤细胞在其膜或分泌型蛋白酶中表达,它们能够将细胞外基质蛋白降解为细胞外环境。
这种能力使这些细胞能够穿透组织并迅速扩散到整个宿主生物中。以这种方式促进逃避免疫系统,从而促进感染的建立。
尽管烯醇化酶缺乏蛋白酶活性,但它在转移过程中参与了其宿主以及肿瘤细胞中许多病原体的传播过程。
由于其通过充当纤溶酶原受体而在这些细胞的表面表达,这一事实得以实现。后者是称为纤溶酶的丝氨酸蛋白酶的酶原,纤溶酶是纤维蛋白溶解系统的一部分,通过降解细胞外基质蛋白发挥作用。
因此,表面表达的烯醇化酶是这些细胞已获得成功建立感染并成功传播的策略。
该策略包括两个过程:
-逃避宿主的免疫系统。由于这些细胞被宿主自身的蛋白质包裹,因此免疫系统的细胞会忽略它们,这些细胞识别与病原体相关的非自身蛋白质。
-纤溶酶中的纤溶酶原在活化后的传播。谁参与细胞外基质蛋白的降解,然后促进快速和有效的传播。
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