Butirat kinaz - Butyrate kinase

Butirat kinaz
1X9J.png
Bir oktomer olarak bütirat kinaz.
Tanımlayıcılar
EC numarası2.7.2.7
CAS numarası37278-14-1
Veritabanları
IntEnzIntEnz görünümü
BRENDABRENDA girişi
ExPASyNiceZyme görünümü
KEGGKEGG girişi
MetaCycmetabolik yol
PRIAMprofil
PDB yapılarRCSB PDB PDBe PDBsum
Gen ontolojisiAmiGO / QuickGO

İçinde enzimoloji, bir bütirat kinaz (EC 2.7.2.7 ) bir enzim o katalizler Kimyasal reaksiyon

ADP + butiril-fosfat ATP + bütirat

Böylece ikisi substratlar bu enzimin ADP ve butiril fosfat oysa iki Ürün:% s vardır ATP ve bütirat.

Bu enzim ailesine aittir. transferazlar, özellikle fosfor içeren grupları aktaranlar (fosfotransferazlar ) alıcı olarak bir karboksi grubu ile. sistematik isim bu enzim sınıfının ATP: bütanoat 1-fosfotransferaz. Bu enzim katılır bütirat metabolizması.

Bu enzim genden kopyalanmıştır. buk,[1][2] hangisinin parçası ASHKA süper ailesi.[3]

Mekanizma

Bütirat kinaz mekanizması
ADP + butiril-fosfat ATP + bütirat

Yukarıdaki reaksiyon bir nükleofilik ikame reaksiyon. ADP'deki oksijenden bir elektron çifti, bütiril-fosfat üzerindeki fosfora saldırır ve ATP ve bütirat oluşturmak için fosfor ve oksijen arasındaki bağı koparır. Ok itme mekanizması yukarıda gösterilmiştir.

Reaksiyon, aşağıda gösterildiği gibi, belirli fermentasyon koşulları altında ters yönde de gerçekleşebilir.[4][5]

ATP + bütirat ADP + butiril-fosfat

Yapısı

2015 itibariyle iki yapılar bu sınıf enzimler için çözülmüştür. PDB erişim kodları 1SAZ ve 1X9J. 1SAZ sorununu çözmek için yapılan çalışma, verilerin tek saklayıcının izni olmadan kullanılması nedeniyle 2012 yılında geri çekilmiştir.[6]

1X9J'nin kristalleşmesini üreten çalışmanın araştırmacıları, enzimin bir oktomer oluşan dimerler.[3] Kristalize form, 7.5 nm'lik bir yarıçapa sahiptir ve moleküler ağırlık 380kDa. Çünkü monomer nın-nin buk2 yaklaşık 43 kDa'dır, enzimin kendisinin bir oktomer veya bir nonamer. Araştırmacılar, ASHKA süper ailesindeki proteinlerin çoğu dimerler oluşturduğu için enzimin bir oktomer olduğunu varsaydılar.

Fonksiyon

Butirat kinaz insan içinde aktiftir kolon.[1] Butirat oluşturmak için, iki molekül asetil-CoA üretmek için birleştirilir ve azaltılır butiril-CoA. Butyryl CoA daha sonra iki reaksiyonla butirata dönüştürülür. İlk reaksiyon, butiril-CoA'yı butiril-fosfata dönüştürür. fosfotransbütirilaz enzim.[2] Butiril-fosfat daha sonra butirat kinaz kullanılarak butirata dönüştürülür ve bu süreçte ATP'yi serbest bırakır.[7][8]

Butirat, etkilediği için hücreler içinde önemli bir rol oynar. hücresel çoğalma, farklılaşma, ve apoptoz.[9][10]

Hücreler içinde bütiratın oynadığı önemli roller nedeniyle, bütirat kinazın doğru şekilde çalışması esastır ve bu, enzimin düzenlenmesi yoluyla yapılabilir. Daha önce bir çalışma, bütirat kinazın son ürünleri veya asetik asit gibi diğer asitler tarafından düzenlenmediğini bulmuştur.[11] ancak bütirat kinazın düzenlenmesini daha fazla aydınlatmak için daha fazla çalışma yapılması gerekmektedir.

Hastalık alaka düzeyi

Önceki bölümde belirtildiği gibi, bütirat birden fazla hücresel fonksiyonla ilgilidir. Bu işlevlerle ilgisi nedeniyle, bütiratın karşı koruyucu bir ajan olarak hareket edebileceği varsayılmaktadır. kolon kanseri ve çeşitli enflamatuar bağırsak hastalıkları.[7][9][10][12] Butirat, hücresel proliferasyon ve apoptoz ile ilgili rolünü hücrenin durumuna ve koşullarına bağlı olarak değiştirerek kolon kanserinde anahtar bir rol oynar.[9][10] Butirat ayrıca kolon iltihabını azaltmak için anti-enflamatuar etkilere sahiptir. ülseratif kolit.[9] Bir çalışma, özellikle transkripsiyon faktörü NF-kB proinflamatuar sitokinlerin sayısını azaltmak için bir bütirat hedefi olarak.[7]

Referanslar

  1. ^ a b Louis P, Duncan SH, McCrae SI, Millar J, Jackson MS, Flint HJ (Nisan 2004). "İnsan kolonundan bütirat üreten bakteriler arasında bütirat kinaz yolağının sınırlı dağılımı". Bakteriyoloji Dergisi. 186 (7): 2099–106. doi:10.1128 / jb.186.7.2099-2106.2004. PMC  374397. PMID  15028695.
  2. ^ a b Walter KA, Nair RV, Cary JW, Bennett GN, Papoutsakis ET (Kasım 1993). "Clostridium acetobutylicum ATCC 824'ün bütirat sentez yolunun iki geninin dizisi ve düzenlenmesi". Gen. 134 (1): 107–11. doi:10.1016/0378-1119(93)90182-3. PMID  8244020.
  3. ^ a b Diao J, Cooper DR, Sanders DA, Hasson MS (Haziran 2003). "Asetik asidin buhar difüzyonunun aracılık ettiği Thermotoga maritima'dan butirat kinaz 2'nin kristalizasyonu". Açta Crystallographica D. 59 (Pt 6): 1100–2. doi:10.1107 / s0907444903007832. PMID  12777787.
  4. ^ Wiesenborn DP, Rudolph FB, Papoutsakis ET (Şubat 1989). "Clostridium acetobutylicum ATCC 824 kaynaklı fosfotransbütirilaz ve asidojenezdeki rolü". Uygulamalı ve Çevresel Mikrobiyoloji. 55 (2): 317–22. doi:10.1128 / AEM.55.2.317-322.1989. PMC  184108. PMID  2719475.
  5. ^ Rogers, P (1986). "Clostridium'un fermentasyon süreçlerinin geliştirilmesiyle ilgili genetik ve biyokimyası". Uygulamalı Mikrobiyolojideki Gelişmeler Cilt 31. İleri Mikrobiyoloji Uygulaması. Uygulamalı Mikrobiyolojideki Gelişmeler. 31. s. 1–60. doi:10.1016 / s0065-2164 (08) 70438-6. ISBN  9780120026319.
  6. ^ Diao, J .; Hasson, M. S. (Haziran 2012). "Geri çekme. Fosfotransferazların ASKHA süper ailesinin bir üyesi olan Thermotoga maritima'dan butirat kinaz 2'nin kristal yapısı". Bakteriyoloji Dergisi. 194 (11): 3033. doi:10.1128 / jb.00549-12. PMC  3370641. PMID  22582386.
  7. ^ a b c Pryde SE, Duncan SH, Hold GL, Stewart CS, Flint HJ (Aralık 2002). "İnsan kolonunda bütirat oluşumunun mikrobiyolojisi". FEMS Mikrobiyoloji Mektupları. 217 (2): 133–9. doi:10.1111 / j.1574-6968.2002.tb11467.x. PMID  12480096.
  8. ^ Bennett, George; Rudolph, Frederick (1995). "Clostridium acetobutylicum'da asetil-CoA'dan butyryl-CoA'ya giden merkezi metabolik yol". FEMS Mikrobiyoloji İncelemeleri. 17 (3): 241–249. doi:10.1016 / 0168-6445 (95) 00011-Z.
  9. ^ a b c d Wächtershäuser A, Stein J (Ağustos 2000). "Bağırsak hastalıklarında luminal bütiratın sağlanması için gerekçe". Avrupa Beslenme Dergisi. 39 (4): 164–71. doi:10.1007 / s003940070020. PMID  11079736. S2CID  43828892.
  10. ^ a b c Sengupta S, Muir JG, Gibson PR (Ocak 2006). "Butirat kolorektal kanserden korur mu?" Gastroenteroloji ve Hepatoloji Dergisi. 21 (1 Pt 2): 209–18. doi:10.1111 / j.1440-1746.2006.04213.x. PMID  16460475. S2CID  7830703.
  11. ^ Ballongue, Jean; Amin, Jamel; Gay, Peptitdemange; Gay, Robert (Temmuz 1986). "Clostridium acetobutylicum'daki asitlerle asetat kinaz ve bütirat kinazın düzenlenmesi". FEMS Mikrobiyoloji Mektupları. 35 (2–3): 295–301. doi:10.1111 / j.1574-6968.1986.tb01546.x.
  12. ^ Segain JP, Raingeard de la Blétière D, Bourreille A, Leray V, Gervois N, Rosales C, Ferrier L, Bonnet C, Blottière HM, Galmiche JP (Eylül 2000). "Bütirat, NFkappaB inhibisyonu yoluyla enflamatuar tepkileri inhibe eder: Crohn hastalığı için çıkarımlar". Bağırsak. 47 (3): 397–403. doi:10.1136 / gut.47.3.397. PMC  1728045. PMID  10940278.

daha fazla okuma

  • Hartmanis MG (Ocak 1987). "Clostridium acetobutylicum'dan butirat kinaz". Biyolojik Kimya Dergisi. 262 (2): 617–21. PMID  3027059.
  • Twarog R, Wolfe RS (Ağustos 1962). "Bütiratın enzimatik fosforilasyonu". Biyolojik Kimya Dergisi. 237: 2474–7. PMID  13923331.