이소펜테닐-이인산 델타 이성질화효소

Isopentenyl-diphosphate delta isomerase
이소펜테닐디인산II 이성질화효소
1vcf.jpg
이소펜테닐2인산델타 이성질가수분해효소옥타머, 테르무스 서모필러스
식별자
EC 번호5.3.3.2
CAS 번호9033-27-6
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PDB 구조RCSB PDB PDBe PDBum
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이소펜테닐피로인산II 이성질화효소1
식별자
기호.IDI1
NCBI유전자3422
HGNC5387
옴604055
참조NM_004508
유니프로트문제 13907
기타 데이터
EC 번호5.3.3.2
궤적성서 10절 페이지 15.3

이소펜테닐 피로인산염 이성질화효소(EC 5.3.3.2, IPP 이성질화효소)[1]는 이소펜테닐-디인산 델타 이성질화효소라고도 하며 상대적으로 반응성이 낮은 이소펜테닐 피로인산염(IPP)을 보다 반응성이 높은 이소펜테닐로프로필로인산염으로 전환하는 것을 촉매하는 이성질화효소이다.이러한 이성질화는 메발론산 경로와 MEP 경로를 통한 이소프레노이드의 생합성에 있어 핵심 단계이다.

이소펜테닐이인산γ(\ 디메틸알릴이인산

이 효소는 이성질체, 특히 C=C 결합을 전이하는 분자내 산화환원효소에 속한다.이 효소 클래스의 계통명은 이소펜테닐-이인산 델타3-Delta2-이성체화효소이다.일반적으로 사용되는 다른 명칭으로는 이소펜테닐피로인산델타-이소머라아제, 메틸부테닐피로인산이소머라아제 [2][3][4]및 이소펜테닐피로인산이소머라아제가 있다.

효소 메커니즘

IPP 이성질화효소는 [5][6]수소의 남극 표면 전이에 의해 DMAPP에 대한 IPP의 이성질화를 촉매한다.경험적 증거는 이러한 반응이 양성자화/탈양성자 메커니즘에 의해 진행되며, 불활성화된34 C-C 이중 결합의 표면에 양성자가 추가되어 과도적 카르보케이션 [7][8]중간체가 발생한다는 것을 시사한다.C에서2 Pro-R 양성자를 제거하면 DMAPP의 C-C23 이중 결합이 형성된다.

IPP isomerase mechanism
IPP와 DMAPP 사이의 이성화 메커니즘.이러한 기능을 수행하는 아미노산의 동일성이 결정적으로 확립되지 않았기 때문에 일반 양성자 기증자와 수용체가 나타난다.

효소구조

인간 IPP 이성질화효소를 적색 촉매 시스테인 잔기(Cys87) 및 청색 촉매 글루탐산 잔기(Glu149)로 표시한 도해(RCSB 단백질 데이터 뱅크 가입 번호 2ICJ).

결정학 연구는 IPP 이성질화효소의 활성 형태가 α-헬리체와 β-시트가 [9][10]번갈아 존재하는 단량체라는 것을 관찰했다.IPP 이성질화효소의 활성 부위는 효소 내에 깊숙이 매장되어 있으며, 이성질화의 [9][11]남극 표면 입체 화학과 일관되게 IPP 기질의 반대쪽과 상호작용하는 글루탐산 잔기와 시스테인 잔기로 구성되어 있다.초기 양성자화 단계의 기원은 결정적으로 확립되지 않았다.최근의 증거는 글루탐산 잔기가 카르본산 곁사슬이 카르본산 [12]형태로 안정화된다는 관찰에도 불구하고 양성자화 단계에 관여한다는 것을 시사한다.이러한 차이는 인간 IPP 이성질화효소의 활성 부위에서 물 분자의 발견으로 해결되었으며, 글루타민 잔류물이 IPP의 이중 결합을 분극시키고 [13]물에 의한 양성자화에 더 민감하게 만드는 메커니즘을 제시한다.

또한 IPP 이성질화효소는 활성 배합으로 접히는 2가의 양이온을 필요로 한다.이 효소는 Mg 또는2+ [9][14]Mn과의 조정에2+ 관여하는 촉매 글루탐산염을 포함한 여러 개의 아미노산을 포함합니다.글루탐산염 잔기에 대한 금속 양이온의 배위는 양성자화 후 중간 카르바이오케이션을 안정화시킨다.

구조 연구

2007년 말 현재 이 종류의 효소에 대해 25개의 구조가 해결되었으며 PDB 가입 코드 1HX3, 1HZT, 1I9A, 1NFS, 1NFZ, 1OW2, 1P0K, 1P0N, 1PPV, 1PW, 1PQ54가 있다.

생물학적 기능

불활성 이중 결합의 양성자화는 자연에서 거의 보이지 않으며, IPP 이성질화효소의 독특한 촉매 메커니즘을 강조한다.DMAPP에 대한 IPP의 이성화는 모든 [15]생물의 생합성 경로에서 중요한 역할을 하는 화합물인 이소프레노이드와 이소프레노이드 유도체의 합성에 있어 중요한 단계이다.이소프레노이드 생합성에서 멜라본산 경로의 중요성 때문에 IPP 이성질화효소는 플라스티드와 포유류 미토콘드리아를 [16]포함한 다양한 세포 구획에서 발견된다.

메발론산 경로

질병 관련성

IPP 이성질화효소 1을 코드하는 유전자인 IDI1의 돌연변이는 효모 사카로미세스 세레비시아, 선충 케노하브디티스 엘레강스, 아라비도시스 탈리아나를 [17][18][19]포함한 많은 생물에서 생존력 감소와 관련이 있다.인간 질병에서 IDI1 돌연변이를 직접적으로 수반하는 증거는 없지만, 게놈 분석은 산발성 근위축성 측삭경화증 환자의 상당 비율에서 2개의 IPP 이성질체 유전자 근처에서 복사 번호 증가를 확인했으며, 이는 이성질체 효소가 이 [20]질환에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.

레퍼런스

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외부 링크