Izomeraza triozofosforanowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

Izomeraza triozofosforanowa, TIM (EC 5.3.1.1) – enzym katalizujący odwracalną reakcję przekształcenia fosfodihydroksyacetonu w D-aldehyd 3-fosfoglicerynowy.

Struktura monomeru izomerazy triozofosforanowej

Reakcja[edytuj | edytuj kod]

W wyniku przekształcenia fosfodihydroksyacetonu powstaje aldehyd 3-fosfoglicerynowy, który jest wykorzystywany w kolejnym etapie przemiany glukozy w pirogronian (zob. schemat szlaku metabolicznego). Reakcja polega na przeniesieniu atomu wodoru z C-1 na C-2.

Glycerone-phosphate wpmp.pngBiochem reaction arrow reversible NNNN horiz med.svgD-glyceraldehyde-3-phosphate wpmp.png

Funkcja[edytuj | edytuj kod]

Izomeraza triozofosforanowa odgrywa ważną rolę w procesie glikolizy jest niezbędna do wytwarzania energii w komórce. Enzym ten znajduje się w niemal każdym organizmie, wliczając w to zwierzęta takie jak ssaki czy też owady, jak również grzyby, rośliny oraz bakterie. Jednakże istnieją pewne bakterie, które nie przeprowadzają procesu glikolizy, np. bakterie z rodzaju Ureaplasma, u których enzym ten jest nieobecny.

Izomeraza triozofosforanowa jest wysoce skutecznym i wydajnym enzymem. Jego obecność powoduje, że reakcja izomeryzacji fosfodihydroksyacetonu w aldehyd 3-fosfoglicerynowy przebiega około miliarda razy szybciej. Reakcja przeprowadzana przez izomerazę triozofosforanową jest tak wydajna, że uznano ten enzym za katalitycznie perfekcyjny: szybkość reakcji jest ograniczana tylko przez prędkość dyfuzji substratu do miejsca aktywnego.

Mechanizm[edytuj | edytuj kod]

W reakcji izomeryzacji uczestniczą dwie reszty katalityczne izomerazy triozofosforanowej – Glu165 oraz His95. Reakcja transformacji polega na przekazywaniu protonu – glutaminian pełni rolę zasady (atak nukleofilowy), a histydyna pełni rolę kwasu – jest donorem protonu (zob. Teoria kwasów i zasad Brønsteda i Lewisa). Produkt pośredni – endiol (zob. diole) – jest zatrzymywany w centrum aktywnym i nie ulega rozpadowi na metyloglioksal i ortofosforan.

Struktura[edytuj | edytuj kod]

Izomeraza triozofosforanowa jest homodimerem, tzn. jest złożona z dwóch identycznych podjednostek, z których każda zbudowana jest z około 250 reszt aminokwasowych (zob. wiązanie peptydowe i końce łańcucha (N i C) – przykład polipeptydu Val-Gly-Ser-Ala). Struktura trzeciorzędowa podjednostki zawiera 8 alfa-helis na zewnątrz enzymu i 8 harmonijek beta, które tworzą „beczułkę” wewnątrz enzymu. Na ilustracji poniżej zaznaczono kolorami poszczególne końce łańcuchów polipeptydowychaminowy koniec N (niebieski) i karboksylowy koniec C (czerwony)[a]. Miejsce aktywne tego enzymu tworzą reszty kwasu glutaminowego jak również histydyny. Centrum to znajduje się wewnątrz baryłki. Sekwencja aminokwasów wokół miejsca aktywnego jest silnie zakonserwowana (stabilna) we wszystkich znanych izomerazach triozofosforanowych.

1
Dimer izomerazy triozofosforanowej
2
„Beczułka” monomeru TIM (koniec N – niebieski, koniec C – czerwony)

Uwagi[edytuj | edytuj kod]

Mutacje[edytuj | edytuj kod]

U ludzi, deficyt izomerazy triozofosforanowej jest związany z postępującymi, ciężkimi schorzeniami neurologicznymi, które w większości przypadków prowadzą do śmierci, nawet we wczesnym dzieciństwie.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]