ホスホグリセリン酸ムターゼ

ホスホグリセリン酸ムターゼ （PGM）は、解糖のステップ8を触媒する酵素です。それらは、C-3からC-2へのリン酸基の内部移動を触媒し、2,3-ビスホスホグリセリン酸中間体を介して3-ホスホグリセリン酸（3PG）から2-ホスホグリセリン酸（2PG）に変換します。これらの酵素は、補因子依存（dPGM）または補因子非依存（iPGM）の2つの異なるクラスに分類されます。 dPGM酵素（EC 5.4.2.11）は約250個のアミノ酸で構成されており、すべての脊椎動物と一部の無脊椎動物、真菌、および細菌に含まれています。 iPGM（EC 5.4.2.12）クラスは、すべての植物および藻類に加えて、一部の無脊椎動物、真菌、およびグラム陽性菌にも見られます。このクラスのPGM酵素は、アルカリホスファターゼと同じスーパーファミリーを共有しています。

機構

PGMはイソメラーゼ酵素であり、リン酸基（PO43-）を3-ホスホグリセリン酸のC-3炭素から2-ホスホグリセリン酸を形成するC-2炭素に効果的に転移します。 dPGMが触媒できる反応は全部で3つあります。3PGから2PGへ、またはその逆に変換されるムターゼ反応、2,3-ビスホスホグリセリン酸からホスホグリセリン酸を生成するホスファターゼ反応、および1から2,3-ビスホスホグリセリン酸を生成するシンターゼ反応酵素ビスホスホグリセリン酸ムターゼに類似した、3-ビスホスホグリセリン酸。速度論的および構造的研究により、dPGMおよびビスホスホグリセリン酸ムターゼがパラロガス構造であることを示す証拠が提供されています。両方の酵素は、ホスホフルクトキナーゼ2のホスファターゼ部分と前立腺酸性ホスファターゼも含むスーパーファミリーに含まれています。

触媒されたムターゼ反応は2つの別々のホスホリル基を含み、2炭素上の末端リン酸塩は3炭素から除去された同じリン酸塩ではありません。
補因子依存性酵素の初期状態では、活性部位には特定のヒスチジン残基のリン酸化により形成されたホスホヒスチジン複合体が含まれています。 3-ホスホグリセリン酸が活性部位に入ると、ホスホヒスチジン複合体は、酵素から基質C-2へのリン酸の移動を促進するように配置され、2,3-ビスホスホグリセリン酸中間体を生成します。
酵素ヒスチジンの脱リン酸化は、酵素構成の局所アロステリック変化を作動させ、基質の3Cリン酸基を酵素活性部位ヒスチジンと整列させ、リン酸転移を促進して酵素を初期リン酸化状態に戻し、生成物2-ホスホグリセリン酸を放出します。 2,3-ビスホスホグリセリン酸は、dPGMの補因子として必要です。対照的に、iPGMクラスは2,3-ビスホスホグリセリン酸に依存せず、ホスホセリン中間体を使用してモノホスホグリセリン酸のリン酸基の分子内転移を触媒します。

反応の概要

3PG + P-酵素→2,3BPG +酵素→2PG + P-酵素

ΔG° ′= + 1.1kcal / mol

• 3PG
• 2,3BPG
• 2PG

アイソザイム

ホスホグリセリン酸ムターゼは、主に約32 kDaの2つの同一または密接に関連するサブユニットの二量体として存在します。酵素は、 ホモサピエンスを介して酵母のような単純な生物に見られ、その構造は全体にわたって非常に保存されています。 （酵母PGM≒74％保存vs哺乳類の形態）。

哺乳類では、酵素サブユニットは筋肉由来の形態（m型）または他の組織（bアイソザイムが最初に分離された脳のb型）のように見えます。二量体として存在する酵素には、分子全体（mm、bb、またはmb）を構成するサブユニットに応じて3つのアイソザイムがあります。 mmタイプは、主に平滑筋でのみほとんど見られます。 mb-アイソザイムは心筋および骨格筋に見られ、bb-typeは残りの組織に見られます。すべての3つのアイソザイムはどの組織にも見られますが、上記の分布はそれぞれの有病率に基づいています。

インタラクティブな経路マップ

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