Aldolazy

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Schemat reakcji katalizowanych przez aldolazę

Aldolazyenzymy należące do klasy liaz (liaz węgiel–węgiel, aldehydoliaz, EC 4.1.2.13), które katalizują przede wszystkim reakcję rozszczepienia aldolowego. Biorą udział w glikolizie. Substratem aldolazy jest jedna sześciowęglowa cząsteczka fruktozo-1,6-bisfosforanu (F-1,6-BP), produktami reakcji są triozy: aldehyd 3-fosfoglicerynowy (G3P) i fosfodihydroksyaceton (DHAP). Reakcja ta zapoczątkowuje jeden z głównych etapów glikolizy, w którym substratami kolejnych przemian są cząsteczki trójwęglowe. G3P to związek wchodzący bezpośrednio w dalszą część szlaku glikolitycznego, natomiast DHAP jest łatwo przekształcany w swój izomer, G3P, przez izomerazę triozofosforanową. Reakcja rozszczepienia aldolowego, katalizowana przez aldolazę, jest odwracalna. Kondensacja aldolowa jest jednym z etapów glukoneogenezy. Znane są dwie klasy aldolaz FDP: aldolazy klasy I, charakterystyczne dla organizmów eukariotycznych, choć znalezione także u bakterii oraz aldolazy klasy II, opisane u organizmów prokariotycznych, ale także u niektórych eukariotycznych glonów i grzybów.

Jednostka masy atomowej, dalton, zwyczajowo atomowa jednostka masy, potocznie unit; symbol u (od ang. unit, jednostka) lub Da – będąca jednostką masy stała fizyczna w przybliżeniu równa masie atomu wodoru, ale ze względów praktycznych zdefiniowana jako 1/12 masy atomu węgla C.Operon – zbiór wspólnie transkrybowanych i regulowanych genów, położonych obok siebie w genomie. W skład pojedynczego operonu wchodzą:

Aldolaza F-1,6-BP klasy I organizmów eukariotycznych i bakterii[ | edytuj kod]

W komórkach ssaczych znaleziono 3 izoenzymy tetramerycznej aldolazy F-1,6-BP klasy I: A – w mięśniach, B – w wątrobie i C – w mózgu. Izoenzymy A i C mają wysokie powinowactwo jedynie do F-1,6-BP, podczas gdy izoenzym grupy B preferuje zarówno 1,6-difosforan fruktozy, jak i fruktozo-1-fosforan. Wszystkie izoenzymy złożone są z czterech identycznych podjednostek o masie ok. 40 kDa każda. Każda z podjednostek posiada w centrum aktywnym resztę lizyny, która podczas katalizowanej reakcji tworzy z substratem (F-1-P albo F-1,6-BP) protonowaną zasadę Schiffa z charakterystyczną grupą iminową. Zasada Schiffa jest silnym akceptorem elektronów; po przyłączeniu elektronu powstaje anion anion enolanowy, a następnie produkty reakcji. Eukariotyczne aldolazy FDP klasy I podzielono na dwie podgrupy, jako kryterium podziału przyjmując sekwencję aminokwasową. Aldolaza F-1,6-BP klasy I występuje również w komórkach bakteryjnych, lecz jej znaczenie w ich biochemii nie jest znane.

Fruktozo-1,6-bisfosforan – fruktoza ufosforylowana na dwóch pozycjach – obecność dwóch grup fosforanowych przy węglu 1 oraz 6. Intermediat glikolizy. Powstaje na drodze fosforylacji z fruktozo-6-fosforanu (działanie fosfofruktokinazy I). W kolejnym etapie glikolizy, jest on rozkładany przez aldolazę do fosfodihydroksyacetonu oraz aldehydu 3-fosfoglicerynowego. Jest także allosterycznym aktywatorem kinazy pirogronianowej.Sekwencja aminokwasów, struktura pierwszorzędowa białka, struktura pierwotna białka – pierwszy poziom organizacji, na którym można opisać budowę białka. Opisuje liniowy układ aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym zgodny z kodem genetycznym.

Aldolaza F-1,6-BP klasy II[ | edytuj kod]

Aldolaza F-1,6-BP klasy II Escherichia coli jest metaloproteiną i kodowana jest przez gen fda. Białko Fda jest homodimerem o masie około 78 kDa. Każda podjednostka tego enzymu związana jest z jednym atomem cynku, który odgrywa istotną rolę w katalizie enzymatycznej. Ustalona wartość Km Fda to 0,85 mM FDP. Punkt izoelektryczny Fda ma wartość 5,02. Zasadnicze znaczenie w katalizie reakcji rozszczepienia aldolowego mają atomy cynku. Za wiązanie cynku w centrum aktywnym każdej z podjednostek Fda odpowiadają trzy reszty histydyny: His110, His226 i His264. Ich zadaniem jest usytuowanie atomu cynku w takim miejscu, w którym jego oddziaływanie z substratem jest łatwiejsze. Oprócz jonów Zn i wymienionych wyżej reszt aminokwasowych, w przemianę FDP do G3P i DHAP zaangażowane są jeszcze inne aminokwasowe komponenty centrum aktywnego Fda. Należą do nich przede wszystkim reszty Arg331 (wspomaga proces depolaryzacji G3P) oraz Asn286 (stabilizuje wiązanie pochodnej DHAP w centrum aktywnym). Istotne są także reszty Asp144, Asp288, Asp290, Asp286 i Asp329. Wspomagają one proces hydrogenacji karbanionowej pochodnej DHAP, oddziałują jednak z DHAP związanym z drugą podjednostką enzymu.

Enole − związki organiczne, w których grupa hydroksylowa (–OH), występuje przy wiązaniu podwójnym węgiel−węgiel (HO–C=C).Mięsień (łac. musculus) – kurczliwy narząd, jeden ze strukturalnych i funkcjonalnych elementów narządu ruchu, stanowiący jego element czynny. Występuje u wyższych bezkręgowców i u kręgowców. Jego kształt i budowa zależy od roli pełnionej w organizmie.

Inne aldolazy[ | edytuj kod]

Aldolaza 1,6-difosforanu tagatozy[ | edytuj kod]

Aldolaza 1,6-difosforanu tagatozy (Kba) bierze udział w rozkładzie jednego z naturalnie występujących sześciowęglowych alkoholi: galaktitolu. Katalizuje reakcję rozkładu 1,6-difosforanu tagatozy do fosfodihydroksyacetonu i aldehydu fosfoglicerynowego. Z niewyjaśnionych przyczyn gen kba u E. coli ulega często mutacjom, które sprawiają, że jego produkt staje się termolabilny.

Fosforan pirydoksalu – organiczny związek chemiczny, aktywna forma witaminy B6. W organizmie pełni funkcję koenzymu niezbędnego do działania enzymów odpowiedzialnych za metabolizm aminokwasów (aminotransferaz i dekarboksylaz). Podczas transaminacji jest przekształcany w fosforan pirydoksaminy.Asparagina (skróty: Asn, N; skróty "Asx" lub "B" oznaczają "kwas asparaginowy lub asparagina", czyli Asx = [Asp lub Asn]) – organiczny związek chemiczny z grupy aminokwasów endogennych. Amid kwasu asparaginowego lub kwasu aminobursztynowego, powszechny składnik białek.

Aldolaza kwasu 2-keto-3-dezoksy-6-fosfoglukonowego[ | edytuj kod]

Ten rodzaj aldolazy jest kodowany przez gen eda, będący częścią operonu edd-eda. Operon ten odpowiada w komórce bakteryjnej za szlak rozkładu kwasu glukonowego (heksozy), czyli szlaku Entnera-Doudoroffa. Białko Eda katalizuje rozkład kwasu 2-keto-3-dezoksy-6-fosfoglukonowego do aldehydu fosfoglicerynowego i pirogronianu. Eda jest syntetyzowane w komórce na stałym poziomie, lecz w momencie gdy jedynym źródłem węgla jest dla bakterii kwas glukonowy, poziom jego syntezy wzrasta w komórce czterokrotnie.

Kondensacja aldolowa to reakcja chemiczna powstawania aldolu, czyli aldehydu z grupą hydroksylową (aldehydoalkoholu) z dwóch aldehydów, z których jeden musi posiadać przynajmniej jeden atom wodoru przy atomie węgla α, czyli tym bezpośrednio związanym z grupą -CHO. Powstające aldole to tzw. β-aldole (albo 3-aldole), bo grupa hydroksylowa znajduje się przy trzecim atomie węgla, licząc od grupy aldehydowej -CHO. Produkt reakcji najczęściej łatwo ulega dehydratacji z wytworzeniem wiązania podwójnego. Ma to miejsce zwłaszcza wtedy, gdy jeden z reagentów zajmuje dużą objętość w pobliżu grupy hydroksylowej. Często dehydratacja jest na tyle uprzywilejowana, że trudno jest zatrzymać reakcję na etapie aldolu.Alkohole – związki organiczne zawierające jedną lub więcej grup hydroksylowych połączonych z atomem węgla w hybrydyzacji sp.

Aldolaza L-treoniny[ | edytuj kod]

Enzymy należące do grupy aldolaz katalizują rozkład nie tylko węglowodanów, ale także aminokwasów. Dobrym przykładem jest aldolaza L-treoniny (L-TA), katalizująca rozkład L-treoniny do glicyny i aldehydu octowego. Enzym ten jest wyjątkowo oporny na wysoką temperaturę – po 60 min inkubacji w 60 °C zachowuje 100% aktywności. L-TA E. coli jest enzymem o małej specyficzności substratowej: oprócz L-treoniny rozkłada także L-allo-treoninę. Do swej aktywności L-TA wymaga fosforanu pirydoksalu jako koenzymu.

Triozy (cukry trójwęglowe) – powszechne w przyrodzie cukry proste zawierające trzy atomy węgla w cząsteczce, o wzorze sumarycznym C3H6O3.Stała Michaelisa (Km) – takie stężenie substratu, przy którym szybkość reakcji enzymatycznej jest równa połowie szybkości maksymalnej (Vmax) tej reakcji. Stała ta jest wyrażana w molach na dm³ i określa powinowactwo enzymu do substratu: im jest mniejsza, tym powinowactwo jest większe, natomiast duża wartość tej stałej mówi o małym powinowactwie enzymu do substratu.




Warto wiedzieć że... beta

Glukoneogeneza (ang. Gluconeogenesis) – enzymatyczny proces przekształcania niecukrowcowych prekursorów, np. aminokwasów, glicerolu czy mleczanu w glukozę. Resynteza glukozy następuje głównie w hepatocytach i w mniejszym stopniu w komórkach nerek, a głównym punktem wejścia substratów do tego szlaku jest pirogronian. Szybkość zachodzenia procesu jest zwiększana podczas wysiłku fizycznego i głodu. W wyniku glukoneogenezy wydzielają się duże ilości energii.
Lizyna (nazwa skrótowa Lys, skrót jednoliterowy K) jest organicznym związkiem chemicznym, polarnym aminokwasem należącym do 20 aminokwasów białkowych, najbardziej rozpowszechnionych na Ziemi. Należy też do grupy aminokwasów niezbędnych (liczącej 8 - 10 substancji), które nie mogą być syntetyzowane w organizmie człowieka i muszą być dostarczane z dietą.
Gen (gr. γένος – ród, pochodzenie) – podstawowa jednostka dziedziczności determinująca powstanie jednej cząsteczki białka lub kwasu rybonukleinowego zapisana w sekwencji nukleotydów kwasu deoksyrybonukleinowego.
Glicyna (skróty: G, Gly; łac. Acidum aminoaceticum) – organiczny związek chemiczny, najprostszy spośród 20 standardowych aminokwasów biogennych, jedyny niebędący czynny optycznie. Za jej pojawienie się w łańcuchu polipeptydowym odpowiada obecność kodonów GGU, GGC, GGA lub GGG w łańcuchu mRNA.
Numer EC – numer przypisany każdemu enzymowi według zasad klasyfikacji opracowanej w 1984 roku przez Komitet Nazewnictwa (ang. Nomenclature Committee) Międzynarodowej Unii Biochemii i Biologii Molekularnej (ang. International Union of Biochemistry). Numery EC Enzyme Commission (Komisja Enzymatyczna) lub Enzyme Catalogue dzielą wszystkie enzymy na sześć głównych grup ze względu na typ katalizowanej reakcji. Komisja Enzymatyczna przypisała każdemu enzymowi zarekomendowaną nazwę i czteroczęściowy rozróżnialny numer o strukturze XX.XX.XX.XX
Fosfodihydroksyaceton, fosforan dihydroksyacetonu, DHAP – organiczny związek chemiczny biorący udział w wielu reakcjach, począwszy od cyklu Calvina w roślinach aż do procesu biosyntezy lipidów i eterów w Leishmania mexicana. Jego główna biologiczna rola polega na udziale w szlaku metabolicznym glikolizy.
Galaktitol jest alkoholem cukrowym, produkt redukcji galaktozy. Ma lekko słodki smak. U chorych na formę galaktozemii wywołaną brakiem galaktokinazy, gromadzący się galaktitol wykazuje działanie neurotoksyczne, wywołując zmętnienie soczewki oka (zaćmę).

Reklama