수크레이스이소말타아제

Sucrase-isomaltase
SI
사용 가능한 구조물
PDB직교 검색: PDBe RCSB
식별자
별칭SI, sucrase-isomaltase
외부 IDOMIM: 609845 MGI: 1917233 HomoloGene: 37424 GeneCard: SI
직교체
종인간마우스
엔트레스

6476

69983

앙상블

ENSG00000090402

ENSMUSG00000027790

유니프로트

P14410

F8VQM5

RefSeq(mRNA)

NM_001041

NM_001081137

RefSeq(단백질)

NP_001032

NP_001074606

위치(UCSC)Chr 3: 164.98 – 165.08MbCr 3: 72.8 – 72.88Mb
PubMed 검색[3][4]
위키다타
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수크레이스-이소말타아제(SI)는 소장의 붓 테두리에 위치한 글루코시다아제 효소다.두 개의 GH31 도메인을 가진 이중기능 효소로, 하나는 이소말타제, 다른 하나는 수크로스 알파-글루코시다제 역할을 한다.[5][6][7]장세포의 아피질 막에 우선적인 표현이 있다.[8]이 효소의 목적은 녹말, 자당, 이소말토오스 같은 식이 탄수화물을 소화시키는 것이다.분해된 제품을 추가로 가공함으로써 ATP 형태의 에너지를 발생시킬 수 있다.[9]

구조

청록색 잔류물이 Man2GlcNAc2와의 상호작용에 해당하는 기질과 상호작용하는 주요 잔류물, 분홍색 잔류물은 kotalonal과의 상호작용에 해당하며, 자홍색 잔류물은 Man2GlcNAc2와 kotalonal 둘 다와의 상호작용에 해당한다.3LPO에서[10] 생성됨

수크레이즈-이소말타아제는 두 가지 효소 서브유닛, 즉 수크레이즈와 이소말타아제로 구성된다.서브유닛은 폴리펩타이드 전구체인 pro-SI에서 유래한다.두 서브유닛을 이질화함으로써 sucrase-isomaltase 콤플렉스가 형성된다.[11]효소는 이소말타아제 서브유닛의 N단자 근처에 위치한 소수성 부분에 의해 장 브러시 경계막에 고정되어 있다.[12]효소가 막에 고정되기 전에 pro-SI는 만노스가 풍부하고 글리코실화 되어 ER에서 골기로 이동하며, 여기서 N-와 O-글리코실화되는 단백질 복합체가 된다.단백질을 아피질막으로 표적이 되려면 O연계 글리코실레이션이 필요하다.[13][14]또한 O-연계 글리코실레이트 및 Ser/Thr-rich가 모두 있는 세그먼트가 있다.[15]유사하게 형성된 효소는 말타아제-글루코아밀라아제(Maltase-glucoamylase)로, 역시 GH31의 일원이다.

수크레이즈-이소말타아제는 중복 촉매 영역인 N-와 C-단자로 구성된다.각 도메인은 겹치는 특수성을 표시한다.과학자들은 N-단자 인간 sucrase-isomaltase(ntSI)의 결정 구조를 3.2 å까지의 apo 형태와 2.15 å의 분해능에 대한 억제제 코탈올과 복잡한 형태로 발견했다.[10]sucrace-isomaltase의 메커니즘은 평균 중심에서 구성을 완전히 보존하게 된다.[10]

결정 구조는 sucrase-isomaltase가 단량체로 존재한다는 것을 보여준다.연구자들은 SI 다이머의 준수는 실험 조건에 달려 있다고 주장한다.[10]ntSI의 4개의 모노머인 A, B, C, D는 결정 비대칭 장치에 포함되어 있으며 동일한 활성 사이트를 가지고 있다.활성 부지는 -1 및 +1 서브사이트를 포함하여 얕게 엎드린 바인딩 포켓으로 구성된다.기판의 비절감 끝은 주머니에 묶인다.환원되지 않는 설탕 링은 매립 -1 하위 사이트와 상호작용을 하는 반면, 환원 링은 +1 하위 사이트 표면 노출과 상호작용을 한다.[10]

sucrase-isomaltase 활성 부위와 다음 화합물 사이의 상호작용이 확인되었다.

  • Man2GlcNAc2 글리칸:활성 사이트 내에서 Asp231과 Asp571의 히드록실 사이드 체인을 가진 Man2GlcNAc2 수소 결합.더욱이 Leu233, Trp327, Trp435, Phe479, Val605 및 Tyr634와의 소수성 상호작용은 Man2GlcNAc2에 추가적인 안정화를 제공한다.[10]
  • 코탈론, 억제제:그것은 촉매 핵물질 Asp472 및 산성 염기 촉매 Asp571과 상호작용한다.또한 ntSI 잔류물은 His629, Asp355, Arg555, Asp231, Trp435, Phe479가 기질에 결합한다.[10]

현재 α-1,6 연계 기질 또는 억제제 아날로그를 가진 복합체에는 ntSI의 결정 구조가 없다.sucrase-isomaltase 구조에서 이소말토오스 결합을 예측하기 위해 수작업으로 모델을 제작했다.-1 하위 사이트 내에서 이소말토오스의 비절감 포도당 링이 아카르보스의 링과 정렬되었다.[10]

인간의 자화-이소말타아제의 구조가 연구되었을 뿐만 아니라, 바다사자와 돼지의 자화-이소말타아제의 구조도 분석되었다.[6][16][17]

질병 관련성

결핍은 자당 과민증의 원인이 된다.선천성 자화-이소말타아제 결핍증(CSID), 유전적 자화-이소말타아제 결핍증(GSID), 자당 과민증(Sucrose-Isomaltase Discompletion, CSID)은 유전적 장질환으로, 자화·이소말타아제[14] 감소 또는 부재로 인해 발생한다. GSID에 대한 설명은 다음과 같다.

  • SI의 sucrase 영역에 존재하는 돌연변이 C1229Y와 F1745C는 세포의 Aprical membrane에 고정하기 위한 SI 경로를 차단하지만 단백질 접힘이나 이소말타제 활성에는 영향을 미치지 않는다.[14]
  • 아미노산 잔류물 635에서 아미노산 아미노산에 의한 아지닌에 의한 아지닌의 대체는 CSID를 가진 환자의 cDNA 인코딩에 있었다. SIC635R은 접이 패턴이 변형되어 분류 프로파일에 영향을 미치고 회전율을 증가시켰다.[18]
  • 선천성 자화-이소말타아제 결핍에 기인할 수 있는 요인은 시스골기에 SI가 잔류하는 것이다.이러한 수송불능은 글루타민이 아미노산 잔류물 1098에서 대체물을 프로라인으로 처리한 결과물이다.[19][20]

게다가, 이소말타아제 돌연변이와 만성 림프구 백혈병(CLL) 사이의 관계가 확인되었다.이러한 돌연변이는 세포 표면에서 SI의 생합성을 막음으로써 효소함수의 상실을 초래한다.[8]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리스 89: ENSG000090402 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리스 89: ENSMUSG000027790 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ Hauri HP, Quaroni A, Isselbacher KJ (October 1979). "Biogenesis of intestinal plasma membrane: posttranslational route and cleavage of sucrase-isomaltase". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 76 (10): 5183–6. doi:10.1073/pnas.76.10.5183. PMC 413104. PMID 291933.
  6. ^ a b Sjöström H, Norén O, Christiansen L, Wacker H, Semenza G (December 1980). "A fully active, two-active-site, single-chain sucrase.isomaltase from pig small intestine. Implications for the biosynthesis of a mammalian integral stalked membrane protein". The Journal of Biological Chemistry. 255 (23): 11332–8. doi:10.1016/S0021-9258(19)70296-8. PMID 7002920.
  7. ^ Rodriguez IR, Taravel FR, Whelan WJ (September 1984). "Characterization and function of pig intestinal sucrase-isomaltase and its separate subunits". European Journal of Biochemistry. 143 (3): 575–82. doi:10.1111/j.1432-1033.1984.tb08408.x. PMID 6479163.
  8. ^ a b Rodríguez D, Ramsay AJ, Quesada V, Garabaya C, Campo E, Freije JM, López-Otín C (June 2013). "Functional analysis of sucrase-isomaltase mutations from chronic lymphocytic leukemia patients". Human Molecular Genetics. 22 (11): 2273–82. doi:10.1093/hmg/ddt078. PMID 23418305.
  9. ^ 버그, J. M. 외생화학, 제7회 W.H. 프리먼 앤 컴퍼니:2012년 뉴욕.
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  11. ^ "SI sucrase-isomaltase (alpha-glucosidase) [Homo sapiens (human)] - Gene - NCBI".
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  15. ^ Hunziker W, Spiess M, Semenza G, Lodish HF (July 1986). "The sucrase-isomaltase complex: primary structure, membrane-orientation, and evolution of a stalked, intrinsic brush border protein". Cell. 46 (2): 227–34. doi:10.1016/0092-8674(86)90739-7. PMID 3755079. S2CID 8207969.
  16. ^ Wacker H, Aggeler R, Kretchmer N, O'Neill B, Takesue Y, Semenza G (April 1984). "A two-active site one-polypeptide enzyme: the isomaltase from sea lion small intestinal brush-border membrane. Its possible phylogenetic relationship with sucrase-isomaltase". The Journal of Biological Chemistry. 259 (8): 4878–84. doi:10.1016/S0021-9258(17)42927-9. PMID 6715326.
  17. ^ Galand G (1989). "Brush border membrane sucrase-isomaltase, maltase-glucoamylase and trehalase in mammals. Comparative development, effects of glucocorticoids, molecular mechanisms, and phylogenetic implications". Comparative Biochemistry and Physiology. B, Comparative Biochemistry. 94 (1): 1–11. doi:10.1016/0305-0491(89)90002-3. PMID 2513162.
  18. ^ Keiser M, Alfalah M, Pröpsting MJ, Castelletti D, Naim HY (May 2006). "Altered folding, turnover, and polarized sorting act in concert to define a novel pathomechanism of congenital sucrase-isomaltase deficiency". The Journal of Biological Chemistry. 281 (20): 14393–9. doi:10.1074/jbc.M513631200. PMID 16543230.
  19. ^ Pröpsting MJ, Kanapin H, Jacob R, Naim HY (June 2005). "A phenylalanine-based folding determinant in intestinal sucrase-isomaltase that functions in the context of a quality control mechanism beyond the endoplasmic reticulum". Journal of Cell Science. 118 (Pt 12): 2775–84. doi:10.1242/jcs.02364. PMID 15944403.
  20. ^ Pröpsting MJ, Jacob R, Naim HY (May 2003). "A glutamine to proline exchange at amino acid residue 1098 in sucrase causes a temperature-sensitive arrest of sucrase-isomaltase in the endoplasmic reticulum and cis-Golgi". The Journal of Biological Chemistry. 278 (18): 16310–4. doi:10.1074/jbc.C300093200. PMID 12624106.

외부 링크