Серин-С-пальмитоилтрансфераза

Серин-С-пальмитоилтрансфераза, также серин-пальмитоилтрансфераза, 3-оксосфинганин синтаза (serine C-palmitoyltransferase, сокр. SPT, КФ 2.3.1.50) — фермент из семейства ацилтрансфераз (тип трансфераз), катализирующий реакцию переноса ацильной группы на молекулу субстрата — серина, по уравнению[1][2]:

пальмитоил-CoA + серин CoA-SH + 3-дегидро-D-сфинганин + CO2.
Серин-С-пальмитоилтрансфераза
Идентификаторы
Шифр КФ 2.3.1.50
Номер CAS 62213-50-7
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
Gene Ontology AmiGO • EGO
Поиск
PMC статьи
PubMed статьи
NCBI NCBI proteins
CAS 62213-50-7

В реакции участвуют два субстрата серин и пальмитоил-CoA, продуктами реакции являются кофермент А, 3-дегидро-D-сфинганин и углекислый газ[3][4]. Реакция является ключевой ступенью в биосинтезе сфингозина, который является предшественником многих сфинголипидов. В качестве кофактора фермент использует пиридоксальфосфат (PLP).

Структура

Серин C-пальмитоилтрансфераза является членом семейства AOS (a-оксоаминсинтазы) PLP-зависимых ферментов, которые катализируют конденсацию аминокислот и ацил-CoA-тиоэфирных субстратов[5]. Человеческий фермент представляет собой гетеродимер, состоящий из двух мономерных субъединиц, известных как длинная цепь 1 и 2 (LCB1/2), кодируемых отдельными генами. Активный сайт LCB2 содержит лизин и другие ключевые каталитические аминокислотные остатки, которые отсутствуют в LCB1, ине участвует в катализе, но тем не менее необходимы для синтеза и стабильности фермента[6].

По состоянию на конец 2007 года были изучены две структуры для этого класса ферментов, с кодами доступа PDB 2JG2 и 2JGT[7].

Ключевые активные остатки сайта серин C-пальмитоилтрансферазы, которые взаимодействуют с PLP. Сгенерировано из 2JG2.

Механизм

PLP (пиридоксаль-5'-фосфат)-зависимая серин-C-пальмитоилтрансфераза выполняет первую ферментативную стадию биосинтеза de novo сфинголипидов. Фермент катализирует кляйзен-подобную конденсацию между L-серином и субстратом ацил-CoA-тиоэфиром (CoASH) (как правило, ацил — C16-пальмитоил) или ацил-ACP (ацил-ацилпереносящий белок) тиоэфирным субстратом с образованием 3-кетодигидрофингозина. Первоначально кофактор PLP связывается с лизином активного сайта посредстом основания Шиффа, чтобы образовать голо-форму или внутренний альдимин фермента. Затем аминогруппа L-серина атакует и вытесняет лизин, связанный с PLP, образуя внешнее альдиминовое промежуточное соединение. Затем происходит депротонирование на α-С-атоме серина, образуя хиноноидное промежуточное соединение, которое атакует входящий тиоэфирный субстрат. После декарбоксилирования и атаки лизина, продукт реакции 3-кетодигидрофингозин высвобождается и каталитически активный PLP реформируется. Эта реакция конденсации образует основание сфингоидов или основание с длинной цепью, обнаруженное во всех последующих промежуточных сфинголипидах и сложных сфинголипидах в организме[2].

Примечания
  1. Ikushiro H., Hayashi H., Kagamiyama H. Bacterial serine palmitoyltransferase: a water-soluble homodimeric prototype of the eukaryotic enzyme (англ.) // Biochimica et Biophysica Acta : journal. — 2003. — April (vol. 1647, no. 1—2). — P. 116—120. — doi:10.1016/S1570-9639(03)00074-8. — PMID 12686119.
  2. Hanada K. Serine palmitoyltransferase, a key enzyme of sphingolipid metabolism (англ.) // Biochimica et Biophysica Acta : journal. — 2003. — June (vol. 1632, no. 1—3). — P. 16—30. — doi:10.1016/S1388-1981(03)00059-3. — PMID 12782147.
  3. Brady R.N., Di Mari S.J., Snell E.E. Biosynthesis of sphingolipid bases. 3. Isolation and characterization of ketonic intermediates in the synthesis of sphingosine and dihydrosphingosine by cell-free extracts of Hansenula ciferri (англ.) // J. Biol. Chem. : journal. — 1969. — January (vol. 244, no. 2). — P. 491—496. — PMID 4388074.
  4. Stoffel W., LeKim D., Sticht G. Biosynthesis of dihydrosphingosine in vitro (англ.) // Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. : journal. — 1968. — May (vol. 349, no. 5). — P. 664—670. — doi:10.1515/bchm2.1968.349.1.664. — PMID 4386961.
  5. Eliot A.C., Kirsch J.F. Pyridoxal phosphate enzymes: mechanistic, structural, and evolutionary considerations (англ.) // Annual Review of Biochemistry : journal. — 2004. — Vol. 73. — P. 383—415. — doi:10.1146/annurev.biochem.73.011303.074021. — PMID 15189147.
  6. Han G., Gable K., Yan L., Natarajan M., Krishnamurthy J., Gupta S.D., Borovitskaya A., Harmon J.M., Dunn T.M. The topology of the Lcb1p subunit of yeast serine palmitoyltransferase (англ.) // The Journal of Biological Chemistry : journal. — 2004. — December (vol. 279, no. 51). — P. 53707—53716. — doi:10.1074/jbc.M410014200. — PMID 15485854.
  7. Yard B.A., Carter L.G., Johnson K.A., Overton I.M., Dorward M., Liu H., McMahon S.A., Oke M., Puech D., Barton G.J., Naismith J.H., Campopiano D.J. The structure of serine palmitoyltransferase; gateway to sphingolipid biosynthesis (англ.) // Journal of Molecular Biology : journal. — 2007. — July (vol. 370, no. 5). — P. 870—886. — doi:10.1016/j.jmb.2007.04.086. — PMID 17559874.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.