Кислая фосфатаза

Кислая фосфатаза (Шифр КФ 3.1.3.2, кислотная фосфомоноэстераза, фосфомоноэстераза) — это фосфатаза, тип фермента, используемый для освобождения присоединенных фосфорильных групп от других молекул во время пищеварения. Также его можно классифицировать как фосфомоноэстеразу. Кислотная фосфатаза хранится в лизосомах и функционирует, когда они сливаются с эндосомами. Фермент имеет кислотный рН-оптимум[1]. Этот фермент присутствует у многих видов животных и растений[2].

Кислая фосфатаза

Тетрамер кислой фосфатазы, предстательная железа человека
Идентификаторы
Шифр КФ 3.1.3.2
Номер CAS 9001-77-8
Базы ферментов
IntEnz IntEnz view
BRENDA BRENDA entry
ExPASy NiceZyme view
MetaCyc metabolic pathway
KEGG KEGG entry
PRIAM profile
PDB structures RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Поиск
PMC статьи
PubMed статьи
NCBI NCBI proteins
CAS 9001-77-8

Различные формы кислой фосфатазы обнаруживаются в разных органах, и их сывороточные уровни используются для оценки, например, успеха хирургического лечения рака предстательной железы.

Он также используется в качестве цитогенетического маркера для различения двух различных линий острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ): В-ОЛЛ (лейкоз В-лимфоцитов) является отрицательным по кислой фосфатазе, Т-ОЛЛ (лейкоз Т-лимфоцитов) является положительным по кислой фосфатазе.

Кислотная фосфатаза катализирует следующую реакцию при оптимальном кислотном рН (ниже 7):

Ортофосфорный моноэфир + H2O → спирт + H3PO4

Фосфатазы также используются почвенными микроорганизмами для доступа к органически связанным фосфатным питательным веществам. Анализ уровня активности этих ферментов может быть использован для определения биологической потребности почвы в фосфатах.

Некоторые корни растений, особенно кластерные, выделяют карбоксилаты, которые выполняют кислую фосфатазную активность, помогая мобилизовать фосфор в питательных почвах.

Некоторые бактерии, такие как Nocardia, могут деградировать этот фермент и использовать его в качестве источника углерода.

Структура

Кислотная фосфатаза относится к семейству двуядерных металлогидраз. Это гетеровалентный фермент с Центром Fe3+- Zn2+ в качестве активного сайта. Фермент присутствует как у млекопитающих, так и у растений. У млекопитающих фермент составляет около 35kDa до 50kDa, где каталитически активны только те, которые представляют в своем металлическом центре окислительно-восстановительный вид Fe2/3+. Растительные формы составляют около 100kDa и имеют среди своих основных функций генерацию активных форм кислорода с металлическим центром Fe(III)Zn(II) или Fe(III)Mn(II)[3].

У человека фермент кодируется на хромосоме 3 в локусе q21. МРНК кодирует каталитически активный зрелый белок из 354 аминокислот. Вторичная структура состоит из 44% α-спиралей (16 спиралей; 158 остатков), 12% β-цепей (10 цепей; 45 остатков), а остальные представляют собой петли и β-повороты[4].

Механизм

Предполагается, что механизм реакции происходит, когда оксоанион бидентально связан с двумя ионами металлов, заменяя два связующих растворителя, которые находятся в форме несвязанного фермента. Эта несвязанная форма завершает свою координационную сферу гидроксильными ионами в обоих ионах металлов, образуя октаэдрические массивы. Таким образом, механизм состоит из гидролиза сложного эфира, который начинается с взаимодействия субстрата с Zn(II) с последующей нуклеофильной атакой на фосфор координированным гидроксидным ионом Fe(III).[5].

Определение активности кислой фосфатазы

Принцип

Кислая фосфатаза расщепляет субстрат п-нитрофенилфосфат с образованием нитрофенола, дающего в щелочной среде жёлтое окрашивание. Активность изофермента предстательной железы ингибируется тартратом.

Нормальные величины

Общая активность

Сыворотка (с п-нитрофенилфосфатом)67-167 нмоль/с*л
мужчины2,5-11,7 МЕ
женщины0,3-9,2 МЕ

Тартратлабильная фракция

Сыворотка (с п-нитрофенилфосфатом)0-16,7 нмоль/с*л
мужчины0,2-3,5 МЕ
женщины0-0,8 МЕ

Клинико-диагностическое значение

Определение активности кислой фосфатазы имеет важное диагностическое значение.

Так, этот показатель повышен при карциноме предстательной железы.[6] При метастазировании опухоли повышенная активность фермента наблюдается в 80-90% случаев, а при отсутствии метастазов — в 25% случаев.

Определение активности кислой фосфатазы может служить для дифференциальной диагностики ряда других заболеваний, например, костной системы (повышены только щелочные фосфатазы). Возрастание активности фермента происходит при повышенном разрушении тромбоцитов и гемолитических болезнях, некоторых случаях миеломной болезни.[7]

Костная кислотная фосфатаза

Тартратоустойчивая кислотная фосфатаза может быть использована в качестве биохимического маркера функции остеокластов в процессе резорбции костной ткани[8].

Гены кислых фосфатаз человека
  • ACP2
  • ACPP (ACP3), простатическая кислотная фосфатаза
  • ACP5, тартратоустойчивая кислотная фосфатаза
  • ACP6
  • ACPT, Тестикулярная кислая фосфатаза
  • Тканевая кислотная фосфатаза, или лизосомальная кислотная фосфатаза

См. также

Примечания
  1. M. O. Henneberry, G. Engel, J. T. Grayhack. Acid phosphatase // The Urologic Clinics of North America. — 1979-10. — Т. 6, вып. 3. — С. 629–641. — ISSN 0094-0143.
  2. H Bull. Acid phosphatases // Molecular Pathology. — 2002-04-01. — Т. 55, вып. 2. — С. 65–72. — doi:10.1136/mp.55.2.65.
  3. Gerhard Schenk, Tristan W Elliott, Eleanor Leung, Lyle E Carrington, Nataša Mitić. Crystal structures of a purple acid phosphatase, representing different steps of this enzyme's catalytic cycle // BMC Structural Biology. — 2008. — Т. 8, вып. 1. — С. 6. — ISSN 1472-6807. — doi:10.1186/1472-6807-8-6.
  4. Sakthivel Muniyan, Nagendra Chaturvedi, Jennifer Dwyer, Chad LaGrange, William Chaney. Human Prostatic Acid Phosphatase: Structure, Function and Regulation (англ.) // International Journal of Molecular Sciences. — 2013-05-21. — Vol. 14, iss. 5. — P. 10438–10464. — ISSN 1422-0067. — doi:10.3390/ijms140510438.
  5. Thomas Klabunde, Norbert Sträter, Roland Fröhlich, Herbert Witzel, Bernt Krebs. Mechanism of Fe(III) – Zn(II) Purple Acid Phosphatase Based on Crystal Structures (англ.) // Journal of Molecular Biology. — 1996-06. — Vol. 259, iss. 4. — P. 737–748. — doi:10.1006/jmbi.1996.0354.
  6. Березов Т. Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. 3-е изд., перераб. идоп. – (Учеб. лит. Длястудентов мед. вузов). — М.: Медицина, 1998. — С. 704: ил.. — ISBN 5-225-02709-1.
  7. Новая медицинская энциклопедия. Кислая фосфатаза (2017).
  8. Cedric Minkin. Bone acid phosphatase: Tartrate-resistant acid phosphatase as a marker of osteoclast function (англ.) // Calcified Tissue International. — 1982-12. — Vol. 34, iss. 1. — P. 285–290. — ISSN 1432-0827 0171-967X, 1432-0827. — doi:10.1007/BF02411252.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.