Ferul kislotasi dekarboksilaza - Ferulic acid decarboxylase - Wikipedia

AnFDC1
AnFDC dimer.png
Fdc1 ning dimeri Aspergillus niger. PDB fayli: 4ZA4
Identifikatorlar
EC raqami4.1.1.102
Ma'lumotlar bazalari
IntEnzIntEnz ko'rinishi
BRENDABRENDA kirish
ExPASyNiceZyme ko'rinishi
KEGGKEGG-ga kirish
MetaCycmetabolik yo'l
PRIAMprofil
PDB tuzilmalarRCSB PDB PDBe PDBsum

Ferul kislotasi dekarboksilazalar (Fdc) dekarboksilaza fermentlar qodir qaytariladigan dekarboksilatsiya kabi aromatik karboksilik kislotalarning ferul kislotasi va dolchin kislotasi.[1] Fdc mavjud qo'ziqorin gomologlar ning E.coli UbiD fermenti [2] ubiquinone biosintezida ishtirok etadigan.[3] Bu Fdc-ni UbiD fermentlarining keng oilasiga joylashtiradi, bu oila tarkibidagi alohida qoplamani ifodalaydi [2]Mavjudligi fdc1 va tegishli pad1 genlar (UbiX uchun Pad1 gomologik E.coli) tarkibidagi fenilakril kislotalarning dekarboksillanishi uchun zarur bo'lganligi ko'rsatilgan Saccharomyces cerevisiae.[4]

2015 yilda kofaktor prFMN da topilgan faol sayt Fdc1 ning Aspergillus niger (AnFdc) tomonidan kristallografiya,[5] ushbu genetik tadqiqotlar oldidan ham UbiD, ham UbiX kodlangan izofunktsional dekarboksilazalar.[6] Aslida UbiX / Pad ekanligi aniqlandi flavin preiltransferazlar[7] prFMN kofaktorini UbiD / Fdc-ga etkazib berish[5] bu erda u alfa-beta to'yinmagan karboksilik kislota substratlarining qaytariladigan dekarboksillanishi uchun ishlatiladi.[2] PrFMN kashf etilganidan beri AnFDC UbiD fermentlari oilasining eng yaxshi tushunilgan vakili bo'ldi. [8]

AnFDC mexanizmi

Shakl 1. AnFDC uchun tavsiya etilgan mexanizm.

AnFdc1 ning faol uchastkasida prFMN tuzilishi chiqarilgan o'sha qog'ozda Fdc1 dekarboksilatlar a, b-to'yinmagan karboksilik kislotalarni mexanizmi bo'yicha taklif mavjud edi.[5] Barcha UbiD fermentlari dekarboksilat emas akril kislotasi muqobil substratlar uchun substratlar va boshqa mexanizmlar o'ynashi mumkin.[9] AnFdc1 holatida prFMN azometin ilidining C4a-N5 + = C1 ’xarakteristikasini ko'rsatishi ta'kidlangan (1-rasm). Bu taniqli 1,3-dipol a, b-to'yinmagan karboksilik kislota substratiga 1,3-dipolyarofilni o'z ichiga olgan ferment faol joyida joylashgan organik kimyoda. Shunday qilib, a 1,3-dipolyar tsikl bosimi mexanizmi fermentativ dekarboksilatsiyaga javobgar edi. Bu keyingi maqolada tasdiqlangan [8]

Da taklif qilingan mexanizm [5] Fdc1 tomonidan 1,3-dipolyar tsiklyudjet uchun quyidagicha (1-rasmda ko'rsatilgan oraliq mahsulotlar):

  1. PrFMN o'rtasida 1,3-dipolyar tsikl-nashriminium va a, b-to'yinmagan substrat a ga olib keladi pirrolidin tsikl o'tkazgich (Int1)
  2. Ushbu pirrolidinli siklodikt bir vaqtning o'zida dekarboksilatsiyani va halqa ochilishini qo'llab-quvvatlaydi, natijada alohida prFMN-alken qo'shimchasi hosil bo'ladi (Int2)
  3. Konservalangan glutamik kislota qoldiq (E282) protonni ega beradi alken qismi, natijada ikkinchi pirrolidin siklok o'tkazuvchisi (Int3)
  4. Reaksiya ning sikloeliminatsiyasi bilan yakunlanadi Int3 va alken mahsuloti va CO ning chiqarilishi2

Tadqiqot 1,3-dipolyar sikloidruktsiya uchun dalillarni taqdim etdi,[8] a-florosinnam kislotasi bilan kompleksda AnFdc1 ning kristalli tuzilishi dolchin kislotasining aylanmasiga bog'liqligi sababli substrat Ca va Cβ uglerodlari to'g'ridan-to'g'ri prFMN ustida joylashgan.iminium C1 'va C4a navbati bilan (ko'rsatilgan Sub 1-rasmda - a-ftorotsinnam kislotadan farqli ravishda kinnam kislotasi bilan). Sinnam kislota FMN o'z ichiga olgan faol bo'lmagan AnFdc1 kristallari yordamida shunga o'xshash tarzda bog'langanligi tasdiqlangan. Xinamik kislota bilan kristallangan AnFdc1 E282Q mutanti ga mos keladigan tuzilmani aniqladi Int2 turlari, bu 1,3-dipolyartsiklodiatsiya tsikli orqali rivojlanish to'xtagan degan ma'noni anglatadi, chunki E282 alken qismiga proton bera olmaydi.

Kuzatish uchun Int1 va Int3 tuzilmalar alkin analoglari ishlatilgan. Alkenlar singari, bu birikmalar ham dipolyarofillar rolini bajarishi mumkin, ammo tsiklodruksiya er-xotin bog'lanishni o'z ichiga olgan siklok o'tkazgich hosil qiladi. Faol bo'lmagan AnFdc1 fermenti (prFMN bilanradikal bog'langan) bilan kristallangan fenilpropiolik kislota FM-ga bog'langan a-florosinamik kislota AnFdc1 va AnFdc1 bilan sinxron kislota bilan bog'lanishni o'xshash tarzda aniqladi (Inhib). Fenilpropiolik kislota bilan birgalikda kristallangan faol AnFdc1 fermenti 3-pirrolinli tsikl o'tkazgich uchun aniq zichlikni aniqladi (Int3 ') alkin va prFMN o'rtasidaiminium. Int3 ' dekarboksilatsiyadan keyingi tuzilishni ifodalaydi, shuning uchun kristallanish uchun vaqt (~ 24 soat) davomida dekarboksilatsiya sodir bo'lgan deb taxmin qilingan. Tez emdirish protsedurasidan foydalanib, karboksil qismini ushlab turadigan boshqa tsikl o'tkazgich kuzatildi (Int1 ').

Adabiyotlar

  1. ^ https://www.uniprot.org/uniprot/A0A3F3RNU4
  2. ^ a b v Marshall SA, Payne KAP, Leys D. UbiX-UbiD tizimi: Prenillangan flavinning biosintezi va ishlatilishi (prFMN). Biokimyo va biofizika arxivlari. 2017; 632: 209-21.
  3. ^ Aussel L, Pierrel F, Loiseau L, Lombard M, Fontecave M, Barras F. Biosintez va bakteriyalardagi koenzim Q fiziologiyasi. Biochimica et Biofhysica Acta (BBA) - Bioenergetika. 2014; 1837 (7): 1004-11.
  4. ^ Mukai N, Masaki K, Fujii T, Kawamukai M, Iefuji H. PAD1 va FDC1 Saccharomyces cerevisiae tarkibidagi fenilakril kislotalarning dekarboksillanishi uchun juda muhimdir. Bioscience va bioengineering jurnali. 2010; 109 (6): 564-9.
  5. ^ a b v d Payne KAP, White MD, Fisher K, Khara B, Bailey SS, Parker D va boshq. Yangi kofaktor 1,3-dipolyar siklodruktsiya orqali a, b-to'yinmagan kislota dekarboksilatsiyasini qo'llab-quvvatlaydi. Tabiat. 2015; 522 (7557): 497-501.
  6. ^ Chjan X, Javor GT. Escherichia coli ning ubikinon biosintetik yo'lining ubiD va ubiX izofunktsional genlarini tartibga solish. FEMS Mikrobiologiya xatlari. 2003; 223 (1): 67-72.
  7. ^ White MD, Payne KAP, Fisher K, Marshall SA, Parker D, Rattray NJW va boshq. UbiX - bakterial ubiquinon biosintezi uchun zarur bo'lgan flavin preniltransferaza. Tabiat. 2015; 522: 502.
  8. ^ a b v Bailey SS, Payne KAP, Saaret A, Marshall SA, Gostimskaya I, Kosov I va boshq. Siklok o'tkazgich konformatsiyasini fermentativ boshqarish prFMN ga bog'liq dekarboksilazada qaytariladigan 1,3-dipolyar tsikloidlanishni ta'minlaydi. Tabiat kimyosi. 2019 yil.
  9. ^ Leys D. Flavin metamorfozi: prenilatsiya orqali kofaktor transformatsiyasi. Kimyoviy biologiyaning hozirgi fikri. 2018; 47: 117-25.