탈황경로

Transsulfuration pathway
반응 5와 6에서 호모시스테인이 시스테인으로 변환되는 것을 묘사하는 역변성 경로.반응 5는 시스타티오닌 베타-신타아제에 의해 촉매되는 반면, 반응 6은 시스타티오닌 감마-랴제에 의해 촉매된다.필요한 호모시스테인은 반응 1, 2, 3에서 메티오닌으로부터 합성된다.

트랜스황화 경로(transsulation pathway)는 중간 세포질인(cystathionine)을 통해 시스테인과 호모시스테인의 상호 변환을 수반하는 대사 경로다.두 개의 트랜스설황화 경로가 알려져 있다: 전방과 후방.[1]

그 전방 경로 대장 coli[2]과 간균 subtilis,[3]과 같은 몇몇 박테리아에 티올기의 시스테인에서(그 S-methyl 그룹과 함께methionine 전조), 시스테인이 티올 그룹을 통해 호모 세린 cy를 형성하기의 아세틸 또는 숙시닐 그룹의 γ-replacement 덕분에 homocysteine을 바로 전송을 포함한 선물이에요.stathi오닌(cathionine γ-synthase에 의해 카탈리스타티오닌 coli-synthase로, 대장균에서는 metB로 암호화되고, B. subilis에서는 metI로 암호화된다).그런 다음 시스타티오닌은 불안정한 이미노산을 뒤로한 분자의 호모시스테인 부분의 β-제거에 의해 분해되는데, 이는 물에 의해 공격되어 피루브이트와 암모니아(메트C-인코딩된 시스타티오닌 β-랴아제[4])를 형성한다.트랜스황화를 통한 호모시스테인의 생산은 메티오닌 신타아제에 의해 수행되는 메틸화 반응을 통해 이 중간을 메티오닌으로 변환할 수 있게 한다.

역방향 통로는 인간을 포함한 여러 유기체에 존재하며, 이와 유사한 메커니즘을 통해 티올군이 호모시스테인에서 시스테인으로 전이되는 것을 포함한다.Klebsiella hurmoniae에서는 낭포성 β-신타아제가 mtcB로 인코딩되는 반면, γ-lyase는 mtcC로 인코딩된다.[5]인간은 메티오닌에 보조를 받기 때문에 영양학자에 의해 필수 아미노산이라고 불리지만 역트랜스설황화 경로로 인해 시스테인을 위한 것은 아니다.이 경로에서 돌연변이는 호모시스테인 축적으로 인해 호모시스테인루리아로 알려진 질병으로 이어진다.

피리독살 인산염의 역할

이 섹션의 일부는 Cys/Met 신진대사 PLP 의존 효소 계열에서 변환된다.(이력 편집)

4가지 전이 효소는 모두 활성 형태(피리독산 인산염 또는 PLP)의 비타민 B6를 필요로 한다.이들 효소 중 3개(시스타티오닌 γ-신타아제 제외)는 Cys/Met대사 PLP 의존 효소 계열(타입 I PLP 효소)에 속한다.구조적으로 관련된 PLP 효소의 다섯 가지 유형이 있다.이 가족의 구성원은 I타입에 속하며 다음과 같다.[6]

  • 메티오닌 생합성을 위한 트랜스설퓨릴레이션 경로:
    • 활성 호모세린 에스테르(아세틸 또는 숙시닐)와 시스테인과 결합하여 시스타티오닌을 형성하는 시스타티오닌 γ-신타아제(metB)
    • 시스타티오닌을 호모시스테인과 탈염된 알라닌(피루베이트와 암모니아)으로 분해하는 시스타티오닌 β-랴아제(metC)
  • 메티오닌 생합성을 위한 직접 황산화 경로:
    • 활성화된 호모세린 에스테르에 티올 그룹을 추가하는 O-아세틸 호모세린 황하이드릴라아제(metY)
    • 활성화된 호모세린 에스테르에 티올 그룹을 추가하는 O-such비닐호모세린황하이드릴레이스(metZ)
  • 시스틴 생합성을 위한 역 transsulfurlation 경로:
    • 활성 세린 에스테르(아세틸 또는 숙시닐)를 호모시스테인과 결합하여 낭포성 세리온을 형성하는 세포질 γ-lyase(공통 유전자 이름 없음)
    • PLP 효소 타입 II인 Cystathionine β-synthase가 아님
  • 세린에서 얻은 시스테인 생합성:
    • 활성화된 세린 에스테르에 티올 그룹을 추가하는 O-아세틸 세린 황하이드릴라아제(cysK 또는 cysM)
  • 메티오닌 분해:
  • 메티오닌을 티오에더와 아민 경계에서 분해하는 메티오닌 감마선염(mdeA)

참고: MetC, MetB, MetZ는 밀접하게 연관되어 있으며 퍼지 경계가 있으므로 동일한 NCBI 직교 클러스터(COG0626)에 속한다.[6]

직접 황화

시스테인 또는 호모시스테인 합성을 위한 직접 황화 경로는 아세틸/수치닐 그룹을 (cysK 또는 cysM - 인코딩 시스테인 신스파제를 통해) 무황화합물로 대체하는 과정을 통해 진행된다.[7]메트Z 또는 메티인코딩 호모시스테인 신타아제,[8]

참조

  1. ^ Weekley, C. M. and Harris, H. H. (2013). "Which form is that? The importance of selenium speciation and metabolism in the prevention and treatment of disease". Chem. Soc. Rev. 42 (23): 8870–8894. doi:10.1039/c3cs60272a. PMID 24030774.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  2. ^ Aitken, S. M.; Lodha, P. H.; Morneau, D. J. K. (2011). "The enzymes of the transsulfuration pathways: Active-site characterizations". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics. 1814 (11): 1511–7. doi:10.1016/j.bbapap.2011.03.006. PMID 21435402.
  3. ^ Auger, S.; Yuen, W. H.; Danchin, A.; Martin-Verstraete, I. (2002). "The metIC operon involved in methionine biosynthesis in Bacillus subtilis is controlled by transcription antitermination". Microbiology. 148 (Pt 2): 507–518. doi:10.1099/00221287-148-2-507. PMID 11832514.
  4. ^ Clausen, T.; Huber, R.; Laber, B.; Pohlenz, H. D.; Messerschmidt, A. (1996). "Crystal Structure of the Pyridoxal-5′-phosphate Dependent Cystathionine β-lyase fromEscherichia coliat 1.83 Å". Journal of Molecular Biology. 262 (2): 202–224. doi:10.1006/jmbi.1996.0508. PMID 8831789.
  5. ^ Seiflein, T. A.; Lawrence, J. G. (2006). "Two Transsulfurylation Pathways in Klebsiella pneumoniae". Journal of Bacteriology. 188 (16): 5762–5774. doi:10.1128/JB.00347-06. PMC 1540059. PMID 16885444.
  6. ^ a b Ferla MP, Patrick WM (2014). "Bacterial methionine biosynthesis". Microbiology. 160 (Pt 8): 1571–84. doi:10.1099/mic.0.077826-0. PMID 24939187.
  7. ^ Rabeh, W. M.; Cook, P. F. (2004). "Structure and Mechanism of O-Acetylserine Sulfhydrylase". Journal of Biological Chemistry. 279 (26): 26803–26806. doi:10.1074/jbc.R400001200. PMID 15073190.
  8. ^ Hwang, B. J.; Yeom, H. J.; Kim, Y.; Lee, H. S. (2002). "Corynebacterium glutamicum utilizes both transsulfuration and direct sulfhydrylation pathways for methionine biosynthesis". Journal of Bacteriology. 184 (5): 1277–1286. doi:10.1128/JB.184.5.1277-1286.2002. PMC 134843. PMID 11844756.