Laktat rasemaz - Lactate racemase

Laktat rasemaz
Tanımlayıcılar
EC numarası5.1.2.1
CAS numarası2602118
Veritabanları
IntEnzIntEnz görünümü
BRENDABRENDA girişi
ExPASyNiceZyme görünümü
KEGGKEGG girişi
MetaCycmetabolik yol
PRIAMprofil
PDB yapılarRCSB PDB PDBe PDBsum

laktat rasemaz enzim (Lar) (EC 5.1.2.1 ) laktik asidin D- ve L-enantiomerlerini birbirine dönüştürür. Altında sınıflandırılmıştır izomeraz, rasemase, epimeraz ve etki eden enzim hidroksil enzimlerin asit ve türev sınıfları.[1] Kesin olarak bulunur halofilik archaea, örneğin Haloarcula marismortuive birkaç türde bakteri birkaç gibi Lactobacillus türler (D- ve L- üretenlaktat ) dahil olmak üzere Lactobacillus sakei, Lactobacillus curvatus, ve Lactobacillus plantarumgibi laktik asit olmayan bakterilerde olduğu gibi Clostridium beijerinckii.[2] Laktat rasemazı kodlayan gen L. plantarum olarak tanımlandı larA ve dahil olmak üzere yaygın bir olgunlaşma sistemi ile ilişkili olduğu gösterilmiştir larB, larC1, larC2, ve larE.[3] Optimal pH aktivitesi 5.8-6.2 L. sakei.[4]

Yapısı ve özellikleri

moleküler ağırlık laktat rasemazın 25.000 ila 82.400 g / mol aralığında bulunduğu çeşitli organizmalarda farklılık gösterir.[5] Enzimin yapısı L. plantarum Jian Hu ve Robert P. Hausinger tarafından çözüldü. Michigan Eyalet Üniversitesi ve orada ve başka yerlerde iş arkadaşları.[6] Protein, nikel atomunun piridinyum halkasının C4'üne ve iki sülfür atomuna bağlandığı, daha önce bilinmeyen kovalent bağlı nikel-kıskaç nükleotid (NPN) kofaktörü (piridinyum 3-tiyoamid-5-tiyokarboksilik asit mononükleotid) içerir. Bu kofaktör, proton ile birleştirilmiş hidrit transfer mekanizmasına katılır.[7]

LarB, LarE ve LarC proteinleri tarafından NPN kofaktör sentezi üzerine bir dizi yeni çalışma yapılmıştır. LarB, bir karboksilaz / hidrolazdır. nikotinamid adenin dinükleotid (NAD), piridinyum-3,5-dikarboksilik asit mononükleotid sağlar ve adenozin monofosfat (AMP).[8] LarE, ATP'ye bağımlı bir sülfür transferazdır ve iki substrat karboksil grubunu, kükürt atomlarını feda ederek tioasitlere dönüştürür. sistein proteinde kalıntı.[9] Son olarak LarC, organik malzemeye nikel ekler. ligand NPN kofaktörünün sentezini tamamlamak için CTP'ye bağlı bir işlem ile.[10]

Enzim aktivitesi

Laktat rasemaz içeren türlerin çoğunda, enzimin fizyolojik rolü, substrat D-laktatı L-laktata dönüştürmektir. Gibi diğer türlerde L. plantarumhücresel rol, L-laktatı hücre duvarına dahil etmek için D-laktata dönüştürmektir.[2]

Enzim tarafından katalize edilen in vitro reaksiyon, D- ve L-izomerlerinin yaklaşık olarak eşmolar konsantrasyonlarının bulunduğu noktada dengeye ulaşır.[4]

L. plantarum başlangıçta, laktat rasemaz aktivitesini indükleyen L-laktat üretir. Bunun aksine, D-laktat bu türdeki laktat rasemaz aktivitesini baskılar. Bu nedenle, Lar aktivitesinin L-laktat / D-laktat oranıyla düzenlendiği görülmektedir. L. plantarum LarA, yeni nikel içermesi nedeniyle yeni bir nikel bağımlı enzimi temsil eder.kıskaç ligandı ligand kofaktörü.[6]

Önem

İki yol var gibi görünüyor L. plantarum dönüştürmek için piruvat D- içinelaktat. Bunlardan biri, doğrudan D-laktat üreten NAD'ye bağlı laktat dehidrojenazı içerir (LdhD) ve diğeri, bir L'ye özgü laktat dehidrojenazın ardışık aktiviteleri ve ardından laktat rasemazdır. LdhD enzimi inaktive veya inhibe edilirse, laktat rasemaz bakteriye D-laktat üretimi için bir kurtarma yolu sağlar.[2] Bu yol önemlidir çünkü D-laktat üretimi L. plantarum hücre duvarının biyosenteziyle bağlantılıdır. LdhD aktivitesinden yoksun mutantlar aynı zamanda lar operon silindi, sadece L-laktat üretti ve peptidoglikan biyosentezi meydana gelemedi.

Referanslar

  1. ^ "DBGET Sonucu: ENZYME 5.1.2.1". Alındı 2007-06-03.
  2. ^ a b c Goffin P; Deghorain M; Mainardi J-L; et al. (2005). "Hücre duvarı biyosentez makinelerine D-laktat sağlamak için bir kurtarma yolu olarak laktat rasemizasyonu Lactobacillus plantarum". J. Bakteriyol. 187 (19): 6750–61. doi:10.1128 / JB.187.19.6750-6761.2005. PMC  1251571. PMID  16166538.
  3. ^ Desguin B, Goffin P, Viaene E, Kleerebezem M, Martin-Diaconescu V, Maroney MJ, Declercq JP, Soumillion P, Hols P (2014). "Laktat rasemaz, yaygın bir olgunlaşma sistemi tarafından aktive edilen nikel bağımlı bir enzimdir". Nat. Commun. 5: 3615. doi:10.1038 / ncomms4615. PMC  4066177. PMID  24710389.
  4. ^ a b Hiyama T, Fukui S, Kitahara K (1968). "Laktat Rasemazının Saflaştırılması ve Özellikleri Lactobacillus aşkına". J. Biochem. 64 (1): 99–107. doi:10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a128870. PMID  5707819.
  5. ^ "BRENDA: Laktat rasemaz girişi (EC Numarası 5.1.2.1)". Alındı 2007-06-03.
  6. ^ a b Desguin B, Zhang T, Soumillion P, Hols P, Hu J, Hausinger RP (2015). "Laktat rasemazda bir nikel-karbon bağına sahip bağlı bir niasin türevi kıskaç kompleksi". Bilim. 349 (6243): 66–69. doi:10.1126 / science.aab2272. PMID  26138974. S2CID  206637903.
  7. ^ Rankin JA, Mauban RC, Fellner M, Desguin B, McCracken J, Hu J, Varganov SA, Hausinger RP (2018). "Laktat Rasemaz Nikel-Kıskaçlı Kofaktörü Protonla Birleştirilmiş Hidrit Transfer Mekanizması ile Çalışır". Biyokimya. 57 (23): 3244–3251. doi:10.1021 / acs.biochem.8b00100. OSTI  1502215. PMID  29489337.
  8. ^ Desguin B, Soumillion P, Hols P, Hausinger RP (2016). "Nikel kıskaç kofaktör biyosentezi, LarB ile katalize edilmiş piridinyum karboksilasyon ve LarE'ye bağlı kurban kükürt eklemesini içerir". Proc. Natl. Acad. Sci. Amerika Birleşik Devletleri. 113 (20): 5598–5603. doi:10.1073 / pnas.1600486113. PMC  4878509. PMID  27114550.
  9. ^ Fellner M, Rankin JA, Desguin B, Hu J, Hausinger RP (2018). "Kurban Sülfür İnsertaz LarE'nin Aktif Alan Sistein Kalıntısının Analizi Lactobacillus plantarum". Biyokimya. 57 (38): 5513–5523. doi:10.1021 / acs.biochem.8b00601. OSTI  1476089. PMID  30157639.
  10. ^ Desguin B, Fellner M, Riant O, Hu J, Hausinger RP, Hols P, Soumillion P (2018). "Laktat rasemazın nikel kıskaç nükleotid kofaktörünün biyosentezi, CTP'ye bağımlı bir siklometalaz gerektirir". J. Biol. Kimya. 293 (32): 12303–12317. doi:10.1074 / jbc.RA118.003741. PMC  6093250. PMID  29887527.