Az pagename (ATáz), más néven glutamin–foszforibozil-pirofoszfát-amidotranszferáz (GPAT) az 5-foszforibozil-1-pirofoszfát (PRPP) 5-foszforibozil-1-aminná (PRA) a glutamin oldalláncának amincsoportját felhasználó alakítását katalizáló enzim. Ez a de novo purinszintézis meghatározó lépése. Emberben a PPAT gén kódolja. Az ATáz a purin–pirimidin-foszforiboziltranszferáz-család tagja. Szerkezet és működés Az enzim 2 doménből – egy ammóniát glutaminból hidrolízissel előállító glutamináz- és egy, az ammóniát ribóz-5-foszfáthoz kötő foszforiboziltranszferáz-doménből – áll. Az enzim két aktív helye közti koordináció adja speciális komplexitását.

A glutaminázdomén más N-terminális nukleofil-hidrolázokkal, például a karbamoil-foszfát-szintetázzal homológ. 9 bennük közös állandó aminosav fontos katalitikus, szubsztrátkötő vagy szerkezeti szerepet mutat. Egy terminális cisztein a katalitikus triád ciszteinjével analóg módon nukleofil a reakció első részében. A szabad N-terminus a nukleofilt aktiváló bázisként működik, mely a leváló csoportot (itt ammóniát) a hidrolízis során protonálja. Egy másik fontos része az aktív helynek az oxianionlyuk, mely katalizálja a köztes reakciót.

A PRTázdomén sok más, purinnukleotid-szintézisben és -újrahasznosításban érintett útban részt vevő más PRTázokhoz hasonló. A PRTázok a PRPP pirofoszfátját cserélik le nukleofilekre. Az ATáz az egyetlen PRTáz, ahol ammónia a nukleofil. A PRPP pirofoszfátja könnyen leválhat, így kevés kémiai segítséget igényel a katalízis. Az enzim elsődleges funkciója a reagensek megfelelő kapcsolása és a helytelen reakciók, például hidrolízis gátlása.

A megfelelő katalitikus képességek mellett a két domén egymással is koordinál, hogy biztosítsák a glutaminból keletkező ammónia PRPP-re való átvitelét és azt, hogy a PRPP-vel csak ammónia reagáljon. Ezt elsősorban az ammónia PRPP-kötés előtti keletkezésének gátlásával és az ammónia PRTázdomén aktív helyére való szállításával érik el.

A PRPP általi kezdeti enzimaktivációt a „glutaminkör” konformációváltozása okozza, amely a glutamin befogadását teszi lehetővé. Ez 200-szor magasabb Km-et eredményez glutaminkötésre. Ezután további konformációváltozások e helyet az enzimen belülre viszik, elérhetetlenné téve azt.

A konformációváltozás 20 Å hosszú ammóniacsatornát is létrehoz, mely az enzim egy fő jellemzője. Ennek a könnyű ammóniadiffúzió végett nincs hidrogénkötő helye, lehetővé teszi a glutaminról levált ammóniának a PRTáz aktív helyének elérését, és különbözik a CPSáznál található csatornától hidrofób természetében és abban, hogy átmeneti. Reakciómechanizmus

Az ATáz által katalizált teljes reakció: PRPP + glutamin → PRA + glutamát + PPi Az enzimben ez 2 félreakcióra osztható, melyek eltérő aktív helyen történnek: glutamin → + glutamát PRPP + → PRA + PPi A mechanizmus első része a glutaminázdomén aktív helyén történik, és ammóniát választ le a glutaminról hidrolízissel. Az ammónia ezután a foszforiboziltranszferáz-domén aktív helyére kerül 20 Å-es csatornán át, ahol PRPP-vel reagál PRA-t létrehozva.

Szabályzás A visszajelzéses gátlás egy példájaként az ATázt a purinszintézis végtermékei (AMP, GMP, ADP, GDP) gátolják elsősorban. A homotetramer minden enzimalegysége 2 helyen tud ezekhez kötni. Az allosztérikus (A) hely a PRPP-n belül a ribóz-5-foszfát helyével, míg a katalitikus (C) a pirofoszfátéval fed át. A két hely megfelelő nukleotidpárjai az additívnál erősebb szinergista gátlást okoznak. A gátlást az enzim szerkezeti változása okozza, ahol a glutaminkör nyitott marad, gátolva a PRPP-kötést.

A PRA kémiai labilitása miatt (7,5-es pH és 37 °C hőmérséklet esetén felezési ideje 38 s) feltehetően az ATázról a GAR-szintetázra kerül át in vivo. Klinikai jelentőség Rákban lecsökkenhet aránya a glutamináz 1-hez (GLS1) képest, és számos rák növekedését csökkenti e folyamat visszafordítása. A tüdő-adenokarcinóma és a kissejtes tüdőrák azonban az amidofoszforiboziltranszferázt jobban expresszálja – utóbbi esetén a magas PPAT-szint összefügg a rossz prognózissal. Jegyzetek

Fordítás

Források

További információk