에 놀라 제 는 해당 과정과 포도당 생성 역반응에서 D-2- 포스 포 글리세 레이트 (2PGA) 포스 포에 놀 피루 베이트 (PEP)의 전환을 담당하는 효소이며, 두 가지 대사 경로는 세포 에너지 대사의 일부입니다.
이 반응을 한 방향 또는 다른 방향으로 촉매하는 결정은 포도당에 대한 세포의 접근에 달려 있습니다. 즉, 에너지를 얻기 위해 신진 대사를 분해 또는 합성에 맞게 조정해야합니다. 중요한 프로세스의 실현에 없어서는 안될 필수 요소입니다.
Enolase의 3 차원 구조. Wikimedia Commons의 European Bioinformatics Institute의 Jawahar Swaminathan 및 MSD 직원.
두 대사 경로가 모두 생명체의 중앙 대사 나무의 중심에 속한다는 점을 감안할 때이 단백질의 아미노산 서열이 고세균, 박테리아 및 진핵 생물에 보존되어 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 따라서 유사한 촉매 특성을 가지고 있습니다.
세포에서에 놀라 아제의 국소화는 대부분의 유기체에서 해당 과정 (해당 분해라고도 함)과 포도당 형성이 모두 발생하는 구획 인 세포질로 제한됩니다.
그러나 많은 병원체와 암세포의 원형질막과 같은 다른 세포 구획에서도 발견되었습니다. 거기에서 그것은 고전적인 기능과는 완전히 다른 기능인 세포 전파 과정의 촉진과 관련된 것으로 보인다.
에 놀라 제와 같은 하나 이상의 기능을 수행 할 수있는 효소는 달빛 효소로 알려져 있습니다.
구조
에 놀라 제의 리간드에 결합 된 4 차 구조는 많은 수의 원핵 및 진핵 개체에서 결정되었습니다.
각 단량체에는 두 개의 도메인이 있습니다 : 작은 아미노 말단 도메인과 더 큰 카르 복실 말단 도메인. N- 말단 도메인은 3 개의 α- 나선과 4 개의 β 시트로 구성됩니다. 반면, C- 터미널은 8 개의 α 나선으로 둘러싸인 β- 배럴을 형성하는 8 개의 β 시트로 구성됩니다.
더욱이, 2가 양이온에 대한 2 개의 결합 부위가 "구조적 부위"및 "촉매 부위"로 불리는 각 단량체에서 발견된다. 첫 번째는 그다지 선택적이지 않으며 기질이 없을 때 매우 다양한 2가 양이온과 결합 할 수 있습니다.
반면, 두 번째는 기질이 효소에 결합한 후 이온에 결합합니다. 두 사이트에 대한 이온의 결합은 반응이 진행되는 데 중요합니다.
마지막으로, 동종이 량체에서 단량체는 평행 한 방향을 유지하면서 결합된다는 점을 언급하는 것이 중요합니다. 따라서, 활성 사이트는 상기 접합에 의해 형성된 중앙 영역으로 제한된다.
그러나 두 단량체 중 하나의 잔기 만 촉매 작용에 참여합니다. 이것은 실험 조건에서 반응을 수행하는 단량체의 능력을 설명합니다.
행동의 메커니즘
효소 Enolase가 사용하는 작용 메커니즘. Wikimedia Commons의 English Wikipedia의 Kthompson08.
에 놀라 제의 운동 학적 및 물리 화학적 특성을 결정하는 것을 가능하게 한 것뿐만 아니라 구조적 연구는 그 작용 메커니즘을 이해하는 것을 가능하게했습니다.
효소가 반응을 촉매하는 방식은 매우 흥미 롭습니다. 단 하나의 기판 만 포함되지만 순서가 지정된 순차적 메커니즘이 제안되었습니다.
이것은 Mg2 + 이온이 단량체 중 하나의 구조적 부위에 결합하는 것으로 시작됩니다. 기질을 활성 부위에 결합한 다음 두 번째 이온이 촉매 부위에 결합하는 과정을 계속하고 반응이 수행되면 제품의 즉각적인 방출로 끝납니다. 이 시점에서 Mg2 +는 컨 포메이션 사이트에 부착되어 있습니다.
반응을 촉진하기 위해 효소는 먼저 2PGA의 탄소 2에서 양성자를 제거하는 carbanion 중간체의 생성을 중재합니다. 이것은 염기성 아미노산 잔기의 작용 덕분입니다.
순차적으로, 탄소 3의 하이드 록실 제거는 효소의 산 잔기의 작용에 의해 발생합니다. 이 시점에서 두 탄소의 결합은 PEP를 형성하는 이중 결합을 통해 수행됩니다. 이런 식으로 반응이 종료됩니다.
풍모
지금까지 연구 된 많은 효소는 다른 세포 구획에서 "고전적인 기능"과 관련이없는 매우 다양한 기능을 수행 할 수 있습니다. 이러한 효소를 "달빛"효소라고합니다.
이러한 의미에서에 놀라 제는 박테리아와 진핵 생물 모두에서 고전적 기능과 반대되는 수많은 기능이 현재까지 기인했기 때문에 달빛 효소로 간주 될 수 있습니다.
이러한 기능 중 일부는 다음과 같습니다.
-세포 골격 단백질과 상호 작용하여 세포 모양 유지 및 소포 이동에 참여합니다.
-포유류 세포의 핵에서 세포 증식과 관련된 유전자의 발현을 조절하는 전사 인자 역할을합니다. 그것은 박테리아의 degradosome에서 mRNA의 안정성을 유지하는 데 협력합니다.
-Streptococcus pneumoniae 및 Trypanosoma cruzi와 같은 병원체에서 중요한 독성 인자로 작용하는 것으로 보입니다.
-또한 Streptococcus pyogenes에서 enolase가 세포 외 환경으로 배설되어 숙주의 조직 분해와 면역 체계 회피를 촉진하는 것으로 밝혀졌습니다.
-종양 세포 표면에 발현되어 전이를 촉진합니다.
Eolase와 세포 전파 메커니즘과의 관계
종양 세포뿐만 아니라 많은 병원체가 세포막에서 발현하거나 세포 외 기질 단백질을 세포 외 환경으로 분해 할 수있는 프로테아제를 배설합니다.
이 능력은 이러한 세포가 조직을 뚫고 숙주 유기체 전체에 빠르게 퍼지도록합니다. 이런 식으로 면역 체계의 회피와 감염의 확립을 촉진합니다.
에 놀라 제는 프로테아제 활성이 부족하지만 전이하는 동안 숙주의 많은 병원체와 종양 세포의 전파 과정에 참여합니다.
이것은 플라스 미노 겐 수용체로 기능함으로써 세포의 표면에서 발현된다는 사실 덕분에 달성됩니다. 후자는 섬유소 용해 시스템의 일부이며 세포 외 기질 단백질을 분해하여 작용하는 플라스 민으로 알려진 세린 프로테아제의 자 이모 겐입니다.
따라서 표면 발현에 놀라 제는 이러한 세포가 감염을 확립하고 성공적으로 확산하기 위해 획득 한 전략입니다.
이 전략은 두 가지 프로세스로 구성됩니다.
-숙주의 면역 체계 회피. 이 세포들은 숙주 자신의 단백질로 코팅되어 있기 때문에 병원체와 관련된 자신이 아닌 단백질을 인식하는 면역계의 세포에 의해 무시됩니다.
-플라스 민에서 플라스 미노 겐의 활성화 후 보급. 세포 외 기질 단백질 분해에 참여하는 사람은 신속하고 효과적인 전파를 촉진합니다.
참고 문헌
- Avilan L, Gualdron-Lopez M, Quiñones W, González-González L, Hannaert V, Michels PAA, Concepción JL. 에 놀라 제 : 신진 대사에서 핵심적인 역할을하며 트리파노소마 티드 기생충의 가능성있는 독성 인자로서 치료 표적으로 사용합니다. 효소 연구. 2011 vol. 문서 ID932549, 14 페이지.
- Bhowmick I, Kumar N, Sharma S, Coppens I, Jarori GK, Plasmodium falciparum enolase : 단계 특이 적 발현 및 세포 하 국소화. 말라리아 저널. 2009; 8 (1). 제 179 조.
- Day I, Peshavaria M, Quinn GB,에 놀라 제 동 단백질 진화의 차동 분자 시계. 분자 진화 저널. 1993; 36 (6) : 599-601.
- de la Torre-Escudero E, Manzano-Román R, Pérez-Sánchez R, Siles-Lucas M, Oleaga A. Schistosoma bovis의 플라스 미노 겐 결합 표면 관련에 놀라 제의 클로닝 및 특성화. 수의 기생충학. 2010; 173 : 73-84.
- Dinovo EC, Boyer PD. 에 놀라 제 반응 메커니즘의 동위 원소 프로브. 초기 및 평형 동위 원소 환율 : 1 차 및 2 차 동위 원소 효과. J Biol Chem. 1971; 246 (14) : 4586-4593.
- Kaberdin VR, Lin-Chao S, E. coli RNA degradosome의 작은 구성 요소에 대한 새로운 역할을 밝힙니다. RNA 생물학. 2009; 6 (4) : 402-405.
- Keller A, Peltzer J, Carpentier G. myogenesis 동안 enolase isoforms와 tubulin 및 microtubules의 상호 작용. Biochimica et Biophysica Acta. 2007; 1770 (6) : 919-926.
- Lung J, Liu KJ, Chang JY, Leu SJ, Shih NY. MBP-1은 ENO1 유전자의 대체 전 사체에 의해 효율적으로 인코딩되지만 번역 후 프로 테아 좀 의존성 단백질 회전율에 의해 조절됩니다. FEBS 저널. 2010; 277 (20) : 4308-4321.
- Pancholi V. 다기능 α-enolase : 질병에서의 역할. 세포 및 분자 생명 과학. 2001; 58 (7) : 902-920.
- Poyner RR, Cleland WW, Reed GH. 에 놀라 제에 의한 촉매 작용에서 금속 이온의 역할. 단일 기질 효소에 대한 정렬 된 운동 메커니즘. 생화학. 2001; 40 : 9008-8017.
- Segovia-Gamboa NC, Chávez-Munguía B, Medina-Flores A, Entamoeba 침략, encystation 프로세스 및 enolase. 실험적 기생충학. 2010; 125 (2) : 63-69.
- Tanaka M, Sugisaki K, Nakashima K, 닭 골격근 발달 과정에서 enolase isozymes에 대한 번역 가능한 mRNA 수준 전환. 생화학 및 생물 물리 연구 커뮤니케이션. 1985; 133 (3) : 868-872.