Aldolas
| Fruktos-bisfosfat aldolaseoktamer, mänsklig | |
 | |
| CAS-nummer | 9024-52-6 |
|---|---|
| SI-enheter & STP används om ej annat angivits | |
Aldolaser är enzymer som klyver fosfofruktos till dihydroxiaceton (DHAP) och glyceraldehyd-3-fosfat (G3P). Aldolas kan också producera DHAP från andra (3S,4R)-ketos-1-fosfater såsom fruktos 1-fosfat och sedoheptulos 1,7-bisfosfat. Glukoneogenes och Calvincykeln, som är anabola vägar, använder omvänd reaktion. Glykolys, en katabolisk väg, använder framåtreaktionen. Aldolas är indelat i två klasser efter mekanism.
- Aldolas A klyver fruktos-1,6-bisfosfat i glykolysen.
- Aldolas B uttrycks i levern och klyver fruktos-1-fosfat. Detta är metabolismvägen för fruktos som intagits genom födan.
Ordet aldolas hänvisar också, mer allmänt, till ett enzym som utför en aldolidreaktion (skapar en aldol) eller dess omvända (klyvning av en aldol), såsom Sialinsyra aldolas, som bildar sialinsyra.
Mekanism och struktur
[redigera | redigera wikitext]Klass I-proteiner bildar en protonerad Schiff-basmellanprodukt som förbinder ett mycket bevarat aktivt platslysin med DHAP-karbonylkolet. Dessutom är tyrosinrester avgörande för denna mekanism för att fungera som stabiliserande väteacceptorer. Klass II-proteiner använder en annan mekanism som polariserar karbonylgruppen med en tvåvärd katjon som Zn2+. Escherichia coli galactitol operonprotein, gatY och N-acetyl galaktosaminoperonprotein, agaY, som är tagatos-bisfosfat aldolas, är homologer av klass II fruktos-bisfosfat aldolas. Två histidinrester i den första halvan av sekvensen av dessa homologer har visat sig vara involverade i bindning av zink.[1]
Proteinunderenheterna i båda klasserna har var och en en α/β-domän vikta till ett TIM-fat som innehåller det aktiva stället. Flera underenheter monteras i hela proteinet. De två klasserna delar liten sekvensidentitet.
Med få undantag har endast klass I-proteiner hittats i djur, växter och grönalger.[2] Med få undantag har endast klass II-proteiner hittats i svampar. Båda klasserna har hittats i stor utsträckning i andra eukaryoter och i bakterier.[3] De två klasserna finns ofta tillsammans i samma organism. Växter och alger har plastidalt aldolas, ibland en relik av endosymbios, förutom det vanliga cytosoliska aldolaset. Ett bifunktionellt fruktos-bisfosfataldolas/fosfatas, med klass I-mekanism, har hittats i stor utsträckning i arkéer och hos vissa bakterier.[4] Den aktiva platsen för detta arkeala aldolas finns också i ett TIM-fat.
Glukoneogenes och glykolys
[redigera | redigera wikitext]Glukoneogenes och glykolys delar en serie av sex reversibla reaktioner. I glukoneogenes reduceras glyceraldehyd-3-fosfat till fruktos 1,6-bisfosfat med aldolas. Vid glykolys framställs fruktos 1,6-bisfosfat till glyceraldehyd-3-fosfat och dihydroxiacetonfosfat genom användning av aldolas. Aldolaset som används vid glukoneogenes och glykolys är ett cytoplasmatiskt protein.
Tre former av klass I-protein finns hos ryggradsdjur. Aldolas A uttrycks företrädesvis i muskler och hjärna, aldolas B i lever, njure och i enterocyter och aldolas C i hjärnan. Aldolaserna A och C är huvudsakligen involverade i glykolys, medan aldolas B är involverat i både glykolys och glukoneogenes.[5] Vissa defekter i aldolas B orsakar ärftlig fruktosintolerans. Metabolismen av fri fruktos i levern utnyttjar förmågan hos aldolas B att använda fruktos 1-fosfat som substrat.[6] Archaeal fruktos-bisfosfat aldolas/fosfatas är förmodligen involverad i glukoneogenes eftersom dess produkt är fruktos 6-fosfat.[7]
Calvincykeln
[redigera | redigera wikitext]Calvin-cykeln är en kolfixeringsväg och är en del av fotosyntesen, som omvandlar koldioxid och andra föreningar till glukos. Det och glukoneogenes delar en serie av fyra reversibla reaktioner. I båda vägarna reduceras 3-fosfoglycerat (3-PGA eller 3-PG) till fruktos 1,6-bisfosfat där aldolas katalyserar den sista reaktionen. En femte reaktion, katalyserad i båda vägarna av fruktos 1,6-bisfosfatas, hydrolyseras fruktosen 1-6-bisfosfat till fruktos 6-fosfat och oorganiskt fosfat. Den stora minskningen av fri energi gör denna reaktion irreversibel. I Calvincykeln katalyserar aldolas också produktionen av sedoheptulos 1,7-bisfosfat från DHAP och erytros-4-fosfat. De viktigaste produkterna i Calvincykeln är triosfosfat (TP), som är en blandning av DHAP och G3P och fruktos-6-fosfat. Båda behövs också för att regenerera RuBP. Aldolaset som används av växter och alger i Calvincykeln är vanligtvis ett plastidriktat protein som kodas av en kärngen.
Moonlightingegenskaper
[redigera | redigera wikitext]Aldolas har också varit inblandat i många "moonlighting" eller icke-katalytiska funktioner, baserat på dess bindningsaffinitet för flera andra proteiner såsom F-aktin, α-tubulin, lättkedjigt dynein, WASP, Band 3-anjonbytare, fosfolipas D (PLD2), glukostransportör GLUT4, inositoltrisfosfat, V-ATPas och ARNO (en guaninnukleotidutbytesfaktor för ARF6 ). Dessa föreningar tros vara övervägande involverade i cellulär struktur, men engagemang i endocytos, parasitinvasion, cytoskelettomläggning, cellmotilitet, membranproteinhandel och återvinning, signaltransduktion och vävnadsfackalisering har undersökts.[8][9][10]
Referenser
[redigera | redigera wikitext]- Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, Fructose-bisphosphate aldolase, 26 juli 2022.
Noter
[redigera | redigera wikitext]- ^ ”Exploring substrate binding and discrimination in fructose1, 6-bisphosphate and tagatose 1,6-bisphosphate aldolases”. Eur. J. Biochem. 267 (6): sid. 1858–68. 2000. doi:. PMID 10712619.
- ^ ”Gene replacement of fructose-1,6-bisphosphate aldolase supports the hypothesis of a single photosynthetic ancestor of chromalveolates”. Eukaryotic Cell 3 (5): sid. 1169–75. 2004. doi:. PMID 15470245.
- ^ Trung Hieu Pham, Shreesha Rao, Ta-Chih Cheng, Pei-Chi Wang, Shih-Chu Chen, The moonlighting protein fructose 1,6-bisphosphate aldolase as a potential vaccine candidate against Photobacterium damselae subsp. piscicida in Asian sea bass (Lates calcarifer), Developmental & Comparative Immunology,Volume 124,2021,104187, ISSN 0145-305X,https://doi.org/10.1016/j.dci.2021.104187.
- ^ ”Archaeal fructose-1,6-bisphosphate aldolases constitute a new family of archaeal type class I aldolase”. J. Biol. Chem. 276 (31): sid. 28710–8. 2001. doi:. PMID 11387336.
- ^ ”Genomic sequences of aldolase C (Zebrin II) direct lacZ expression exclusively in non-neuronal cells of transgenic mice”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 95 (5): sid. 2615–20. 1998. doi:. PMID 9482935. Bibcode: 1998PNAS...95.2615W.
- ^ ”Determination of fructose metabolic pathways in normal and fructose-intolerant children: a C-13 NMR study using C-13 fructose”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 87 (14): sid. 5449–53. 1990. doi:. PMID 2371280.
- ^ ”Labeling and enzyme studies of the central carbon metabolism in Metallosphaera sedula”. J. Bacteriol. 193 (5): sid. 1191–200. 2011. doi:. PMID 21169486.
- ^ ”Mechanism of Alolase Control of Sorting Nexin 9 Function in Endocytosis”. J. Biol. Chem. 285 (16): sid. 11983–90. 2010. doi:. PMID 20129922.
- ^ ”The cloning of zebrin II reveals its identity with aldolase C”. Development 120 (8): sid. 2081–90. 1994. doi:. PMID 7925012.
- ^ ”Aldolase directly interacts with ARNO and modulates cell morphology and acid vesicle distribution”. Am J Physiol Cell Physiol 300 (6): sid. C1442-55. 2011. doi:. PMID 21307348.
Vidare läsning
[redigera | redigera wikitext]- ”Identification of zinc-binding ligands in the class II fructose-1,6-bisphosphate aldolase of Escherichia coli”. FEBS Lett. 318 (1): sid. 11–6. February 1993. doi:. PMID 8436219.
- ”The complete amino acid sequence of human skeletal-muscle fructose-bisphosphate aldolase”. Biochem. J. 249 (3): sid. 779–88. February 1988. doi:. PMID 3355497.
- ”Structural insights into the substrate binding and stereoselectivity of giardia fructose-1,6-bisphosphate aldolase”. Biochemistry 48 (14): sid. 3186–96. 2009. doi:. PMID 19236002.
- ”Fructose-bisphosphate aldolases: an evolutionary history”. Trends Biochem. Sci. 17 (3): sid. 110–3. March 1992. doi:. PMID 1412694.
- Perham RN (April 1990). ”The fructose-1,6-bisphosphate aldolases: same reaction, different enzymes”. Biochem. Soc. Trans. 18 (2): sid. 185–7. doi:. PMID 2199259.
Externa länkar
[redigera | redigera wikitext]
Wikimedia Commons har media som rör Aldolas.- Tolan Laboratory at Boston University
|