Enolase yra fermentas, atsakingas už atliekanti D-2-fosfogliceratkinazės konversiją (2PGA) fosfoenolpiruvato (PEP) į glikolizės ir gliukoneogenezės atvirkštinio reakcija, du metabolizmo būdai yra dalis iš akytos energijos metabolizmo.
Sprendimas katalizuoti šią reakciją viena ar kita kryptimi priklauso nuo ląstelės galimybės patekti į gliukozę. Tai yra, poreikiai, kuriuos jūs turite pritaikyti savo metabolizme prie skilimo ar sintezės, kad gautumėte energijos. Neįmanoma atlikti jūsų gyvybinius procesus.
Enolazės trimatė struktūra. Jawahar Swaminathan ir Europos bioinformatikos instituto MSD darbuotojai iš „Wikimedia Commons“.
Atsižvelgiant į tai, kad abu metabolizmo keliai priklauso gyvų būtybių centriniam metabolizmo medžiui, nenuostabu, kad šio baltymo aminorūgščių seka yra išsaugota archajoje, bakterijose ir eukariotuose. Todėl jis turi panašių katalizinių savybių.
Enolazės ląstelėje lokalizacija yra tik citozolyje, skyriuje, kuriame daugumoje organizmų vyksta ir glikolizė (dar vadinama glikolize), ir gliukoneogenezė.
Tačiau jis buvo aptiktas ir kituose ląstelių skyriuose, tokiuose kaip daugelio patogenų plazminė membrana ir vėžio ląstelės. Atrodo, kad tai susiję su ląstelių sklaidos procesų palengvinimu, funkcija, kuri visiškai skiriasi nuo klasikinės funkcijos.
Fermentai, galintys atlikti daugiau nei vieną funkciją, tokie kaip enolazė, yra žinomi kaip mėnulio apšvietimo fermentai.
Struktūra
Keturkampė enolazės, surištos ar nepririštos prie jos ligandų, struktūra buvo nustatyta daugybei prokariotinių ir eukariotinių asmenų.
Kiekvienas monomeras turi du domenus: mažą aminoterminalų domeną ir didesnį karboksilterminalinį domeną. N-galinis domenas yra sudarytas iš trijų α-spiralių ir keturių β lakštų. Tuo tarpu C galą sudaro aštuoni β lakštai, kurie pakaitomis sudaro β statinę, kurią supa aštuonios α spiralės.
Be to, kiekviename monomere yra dvi dvivalenčių katijonų surišimo vietos, kurios buvo vadinamos „konformacijos vieta“ ir „katalizine vieta“. Pirmasis nėra labai selektyvus ir gali surišti daug įvairių dvivalenčių katijonų, jei nėra substrato.
Tuo tarpu antrasis jungiasi prie jonų po to, kai substratas prisijungia prie fermento. Jonų prisijungimas prie abiejų vietų yra gyvybiškai svarbus, kad reakcija vyktų.
Galiausiai svarbu paminėti, kad homodimeriuose monomerai yra sujungti išlaikant lygiagrečią orientaciją. Todėl aktyvioji vieta apsiriboja centrine sritimi, suformuota minėtoje sankryžoje.
Tačiau katalizėje dalyvauja tik vieno iš dviejų monomerų liekanos. Tai paaiškina monomerų sugebėjimą reakciją atlikti eksperimentinėmis sąlygomis.
Veiksmo mechanizmas
Fermento Enolase naudojamas veikimo mechanizmas. Autorius: Kthompson08 angliškoje Vikipedijoje, iš „Wikimedia Commons“.
Struktūriniai tyrimai, taip pat tie, kurie leido nustatyti enolazės kinetines ir fizikines ir chemines savybes, leido suprasti jo veikimo mechanizmą.
Fermento katalizuojamos reakcijos būdas yra gana įdomus. Nors naudojamas tik vienas substratas, pasiūlytas tvarkingas nuoseklus mechanizmas.
Tai prasideda Mg2 + jonų prisijungimu prie vieno iš monomerų konformacinės vietos. Tai tęsiasi substrato rišimu prie aktyviosios vietos, po to antrojo jono prisijungimu prie katalizinės vietos ir baigiasi tuoj pat, kai reakcija bus atlikta. Šiuo metu Mg2 + lieka pritvirtintas prie konformacijos vietos.
Panašiai, kaip reakcija, fermentas pirmiausia tarpininkauja karbanijos tarpinio produkto susidaryme, pašalindamas protoną iš anglies 2 iš 2PGA. Tai atliekama dėl pagrindinės aminorūgšties liekanos.
Paeiliui anglies 3 hidroksilo pašalinimas vyksta fermento rūgšties liekanos būdu. Šiuo metu abiejų anglies jungtis vykdoma dviguba jungtimi, formuojančia PEP. Tokiu būdu reakcija nutraukiama.
funkcijos
Daugelis iki šiol tirtų fermentų gali atlikti daugybę funkcijų, nesusijusių su jų „klasikine funkcija“ skirtinguose ląstelių skyriuose. Šie fermentai buvo vadinami „mėnulio apšvietimo“ fermentais.
Šia prasme enolazė gali būti laikoma mėnulio apšvietimo fermentu, nes iki šiol jai buvo priskirta daugybė funkcijų, priešingų klasikinei jo funkcijai tiek bakterijose, tiek eukariotuose.
Kai kurios iš šių funkcijų yra šios:
- Dalyvauja palaikant ląstelių formą, taip pat vezikuliniame eisme, sąveikaudamas su citoskeleto baltymais.
- Žinduolių ląstelių branduolyje jis veikia kaip transkripcijos faktorius, kuris reguliuoja genų, susijusių su ląstelių proliferacija, ekspresiją. Jis bendradarbiauja palaikydamas mRNR stabilumą bakterijų degradacijoje.
- Atrodo, kad patogenai, tokie kaip Streptococcus pneumoniae ir Trypanosoma cruzi, yra svarbus virulentiškumo faktorius.
- Taip pat nustatyta, kad Streptococcus pyogenes enolazė išsiskiria į tarpląstelinę aplinką, palengvindama audinių skilimą ir imuninės sistemos vengimą šeimininkei.
- Jis išreiškiamas navikinių ląstelių paviršiuje, sustiprindamas metastazes.
Eolazė ir jos ryšys su ląstelių sklaidos mechanizmais
Daugybė patogenų, taip pat navikinės ląstelės, savo membranoje ekspresuoja arba išskiria proteazes, galinčias skaidyti tarpląstelinės matricos baltymus į tarpląstelinę aplinką.
Šis gebėjimas leidžia šioms ląstelėms prasiskverbti pro audinius ir greitai plisti po visą organizmą-šeimininką. Tokiu būdu skatinamas imuninės sistemos vengimas, taigi ir infekcijos nustatymas.
Nors enolazei trūksta proteazės aktyvumo, ji dalyvauja daugelio patogenų platinimo procese savo šeimininkui, taip pat navikinėms ląstelėms metastazių metu.
Tai pasiekiama dėl to, kad ekspresuojamas šių ląstelių paviršiuje veikdamas kaip plazminogeno receptorius. Pastarasis yra serino proteazės, žinomos kaip plazminas, zymogenas, kuris yra fibrinolizinės sistemos dalis ir veikia skaidydamas tarpląstelinius matricos baltymus.
Todėl paviršiuje ekspresuojama enolazė yra strategija, kurią šios ląstelės įgijo užkrėtimui nustatyti ir sėkmingai plisti.
Ši strategija susideda iš dviejų procesų:
- Šeimininko imuninės sistemos vengimas. Kadangi šios ląstelės yra padengtos paties šeimininko baltymais, jas ignoruoja imuninės sistemos ląstelės, atpažįstančios ne savo baltymus, susijusius su patogenais.
- Plasminogeno pasiskirstymas plazminoje po aktyvacijos. Dalyvaujant tarpląstelinių matricos baltymų skaidyme, tai palengvina greitą ir veiksmingą sklaidą.
Nuorodos
- Avilan L, Gualdron-Lopez M, Quiñones W, González-González L, Hannaert V, Michels PAA, Concepción JL. Enolazė: pagrindinė metabolizuojanti medžiaga ir galimas bandpanosomatidinių parazitų virulentiškumo faktorius - perspektyvos ją naudoti kaip terapinį taikinį. Fermentų tyrimai. 2011 tomas Straipsnis ID932549, 14 puslapių.
- „Bhowmick I“, „Kumar N“, „Sharma S“, „Coppens I“, „Jarori GK“, „Plasmodium falciparum enolase“: stadijai būdinga ekspresija ir ląstelių lokalizavimas po ląstelėse. Maliarijos žurnalas. 2009; 8 (1). 179 straipsnis.
- I diena, Pešavarija M, Quinn GB, diferencinis molekulinis laikrodis enolazės izoproteinų evoliucijoje. Žurnalas apie molekulinę evoliuciją. 1993; 36 (6): 599–601.
- „de la Torre-Escudero E“, „Manzano-Román R“, „Pérez-Sánchez R“, „Siles-Lucas M“, Oleaga A. Plazminogeną surišančios su paviršiumi susijusios enolazės iš Schistosoma bovis klonavimas ir apibūdinimas. Veterinarinė parazitologija. 2010; 173: 73-84.
- „Dinovo EC“, „Boyer PD“. Izotopiniai enolazės reakcijos mechanizmo zondai. Pradiniai ir pusiausvyros izotopų keitimo kursai: pirminis ir antrinis izotopų poveikis. J Biol Chem., 1971; 246 (14): 4586-4593.
- „Kaberdin VR“, „Lin-Chao S“, Naujų vaidmenų atskleidimas mažesniems E. coli RNR degradosomos komponentams. RNR biologija. 2009; 6 (4): 402–405.
- Keller A, Peltzer J, Carpentier G. Enolazės izoformų sąveika su tubulinu ir mikrotubuliais miogenezės metu. Biochimica et Biophysica Acta, 2007; 1770 (6): 919-926.
- Lung J, Liu KJ, Chang JY, Leu SJ, Shih NY. MBP-1 efektyviai koduojamas alternatyviu ENO1 geno nuorašu, tačiau po transliacijos jį reguliuoja baltymų apykaita nuo proteasomų. FEBS žurnalas. 2010; 277 (20): 4308-4321.
- Pancholi V. Daugiafunkcinė α-enolazė: jos vaidmuo sergant ligomis. Ląstelių ir molekuliniai gyvybės mokslai. 2001; 58 (7): 902–920.
- Poyner RR, Cleland WW, Reed GH. Metalo jonų vaidmuo katalizuojant enolazę. Užsakytas vieno substrato fermento kinetinis mechanizmas. Biochemija. 2001; 40: 9008-8017.
- „Segovia-Gamboa NC“, „Chávez-Munguía B“, „Medina-Flores A“, „Entamoeba“ įsiveržia, užkoduoja procesą ir enolazę. Eksperimentinė parazitologija. 2010; 125 (2): 63–69.
- „Tanaka M“, „Sugisaki K“, „Nakashima K“, keičiant enolazės izozimų transliacinių mRNR lygį vystant vištos skeleto raumenis. Biocheminių ir biofizinių tyrimų komunikacijos. 1985; 133 (3): 868-872.