카르바모일인산합성효소I
Carbamoyl phosphate synthetase I| 카르바모일인산합성효소1, 미토콘드리아 | |||||||
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| 식별자 | |||||||
| 기호. | CPS1 | ||||||
| NCBI유전자 | 1373 | ||||||
| HGNC | 2323 | ||||||
| 옴 | 608307 | ||||||
| 참조 | NM_001875 | ||||||
| 유니프로트 | P31327 | ||||||
| 기타 데이터 | |||||||
| EC 번호 | 6.3.4.16 | ||||||
| 궤적 | 제2장 p | ||||||
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카르바모일인산합성효소 I은 요소 생산에 관여하는 미토콘드리아에 위치한 리가아제 효소이다.카르바모일 인산합성효소 I(CPS1 또는 CPSI)는 ATP 분자에 의해 인산화 된 중탄산염 분자에 암모니아 분자를 전달한다.생성된 카르바메이트는 다른 ATP 분자와 함께 인산화된다.결과적으로 생성된 카르바모일 인산염 분자는 효소를 떠난다.
구조.
대장균에서 CPSI 및 CPSII의 기능을 수행하는 단일 CPS는 포유류(및 기타 척추동물)에서는 CPSI 단백질이 단일 [1]유전자에 의해 암호화되지만 크기가 약 382 및 1073개의 아미노산 잔기를 가진 작은 서브유닛과 더 큰 서브유닛을 가진 헤테로디머이다.이 작은 서브유닛은 암모니아와 글루탐산염을 만들기 위한 글루타민의 결합 및 탈아미노화를 위한 활성 부위를 포함합니다.큰 서브유닛은 카르복시인산 생성용과 카르바모일인산 [2][3]생성용 두 개의 활성 부위를 포함합니다.큰 서브유닛 내에는 각각 ATP-grasp [1]계열의 활성 부위를 가진 두 개의 도메인(B 및 C)이 있다.두 개의 서브유닛을 연결하는 터널은 암모니아를 작은 서브유닛에서 [4]큰 서브유닛으로 유도하는 일종의 터널입니다.
메커니즘
CPSI에서 발생하는 전반적인 반응은 다음과 같습니다.
2ATP + HCO3− + NH4+ → 2ADP + 인산카르바모일 + Pi[4]
이 반응은 세 가지 뚜렷한 [5]단계로 생각될 수 있습니다.
- 중탄산염은 인산화되어 카르복시인산을 형성한다.
- 암모니아는 카르복시인산을 공격하여 카르바메이트를 생성한다.
- 카르바모일은 인산염을 생성하기 위해 인산화된다.
규정
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CPSI는 CPS1의 필수 알로스테릭 활성제로서 작용하는 N-아세틸글루탐산염에 의해 조절된다. NAG는 도메인 L4에 결합함으로써 도메인 L3의 T-루프와의 상호작용을 유발하고, 결과적으로 도메인 L3의 β-hair-loop에서 ligoop 형태로 완전히 재구성된다.이 마지막 형식에서는 T'-루프는 L1 도메인의 터널 루프 및 T-루프와도 상호 작용하여 활성화 정보를 중탄산염 인산염 도메인으로 전송합니다.NAG와의 상호작용과 뉴클레오티드와의 두 번째 상호작용은 CPSI의 [n 1]활성 형태를 안정화시킨다.이 배위자의 필요성은 또한 NAG를 생성하기 위해 글루탐산염과 아르기닌을 초과하여 반사되는 고농도의 질소를 CPSI 활성의 증가와 연결하여 이러한 초과를 제거한다.
대사
CPSI는 단백질과 질소 대사에서 중요한 역할을 한다.일단 암모니아가 글루타민 또는 글루탐산염을 통해 미토콘드리아로 유입되면, CPSI는 인산염기와 함께 암모니아를 중탄산염에 첨가하여 카르바모일 인산염을 형성합니다.이어서 카르바모일 인산염이 요소 회로에 투입되어 최종적으로 요소를 생성한다.그런 다음 요소는 여과하기 위해 혈류, 신장으로, [6]배설하기 위해 방광으로 다시 옮겨질 수 있습니다.
관련 건강 문제
CPSI와 관련된 주요 문제는 유전학에 기반을 두고 있다.때때로 우리 몸은 유전자 코드의 돌연변이로 인해 충분한 CPSI를 생성하지 못하고, 단백질과 질소의 신진대사가 원활하지 않을 뿐만 아니라 체내 암모니아가 많이 발생한다.암모니아는 신체, 특히 신경계에 매우 독성이 있고 지적 장애와 발작을 일으킬 수 있기 때문에 이것은 위험하다.
메모들
- ^ de Cima S, Polo LM, Díez-Fernández C, Martínez AI, Cervera J, Fita I, Rubio V (November 2015). "Structure of human carbamoyl phosphate synthetase: deciphering the on/off switch of human ureagenesis". Scientific Reports. 5 (1): 16950. Bibcode:2015NatSR...516950D. doi:10.1038/srep16950. PMC 4655335. PMID 26592762.
레퍼런스
- ^ a b Thoden JB, Huang X, Raushel FM, Holden HM (October 2002). "Carbamoyl-phosphate synthetase. Creation of an escape route for ammonia". The Journal of Biological Chemistry. 277 (42): 39722–7. doi:10.1074/jbc.M206915200. PMID 12130656.
- ^ Powers SG, Griffith OW, Meister A (May 1977). "Inhibition of carbamyl phosphate synthetase by P1, P5-di(adenosine 5')-pentaphosphate: evidence for two ATP binding sites". The Journal of Biological Chemistry. 252 (10): 3558–60. doi:10.1016/S0021-9258(17)40428-5. PMID 193838.
- ^ Thoden JB, Holden HM, Wesenberg G, Raushel FM, Rayment I (May 1997). "Structure of carbamoyl phosphate synthetase: a journey of 96 A from substrate to product". Biochemistry. 36 (21): 6305–16. doi:10.1021/bi970503q. PMID 9174345.
- ^ a b Kim J, Raushel FM (May 2004). "Perforation of the tunnel wall in carbamoyl phosphate synthetase derails the passage of ammonia between sequential active sites". Biochemistry. 43 (18): 5334–40. doi:10.1021/bi049945+. PMID 15122899.
- ^ Meister A (1989). "Mechanism and Regulation of the Glutamine-Dependent Carbamyl Phosphate Synthetase of Escherichia Coli". Mechanism and regulation of the glutamine-dependent carbamyl phosphate synthetase of Escherichia coli. Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology. Vol. 62. pp. 315–74. doi:10.1002/9780470123089.ch7. ISBN 9780470123089. PMID 2658488.
- ^ Nelson D, Cox M. Principles of Biochemistry (fourth ed.). pp. 666–669.
