Gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază (fosforilare)
| gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază (fosforilare) | |
|---|---|
 Enzima gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază: o moleculă de NAD + este evidențiată în violet, un grup fier-sulf în roșu și galben | |
| Numărul CE | 1.2.1.12 |
| Clasă | Oxidoreductaza |
| Numele sistematic | |
| D-gliceraldehidă-3-fosfat: NAD + oxidoreductază (fosforilare) | |
| Alte nume | |
| 3-fosfogliceraldehidă dehidrogenază; NAD + -gliceraldehidă fosfat dehidrogenază dependentă; gliceraldehidă-3-P-dehidrogenază | |
| Baze de date | BRENDA , EXPASY , GTD , PPB ( RCSB PPB PDBe PDBj PDBsum ) |
| Sursa:IUBMB | |
Gliceraldehida-3-fosfat dehidrogenază (fosforilarea) este enzima care catalizează reacția de conversie a gliceraldehidei-3-fosfatului în 1,3-bisfosfoglicerat în timpul glicolizei . Această enzimă aparține clasei enzimelor dehidrogenază dependente de NADH .
În detaliu, enzima catalizează următoarea reacție:
- D- gliceraldehidă 3-fosfat + fosfat + NAD + ⇄ 3-fosfo-D-gliceril fosfat + NADH + H +
Gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază este un tetramer, adică constă din 4 subunități identice. Fiecare poate lega o moleculă de NAD + și una de ATP. Fiecare subunitate conține, de asemenea, două reziduuri esențiale de cisteină și histidină , deosebit de importante în prima fază a reacției.
Mecanismul de reacție
Este posibil să se distingă două etape distincte în conversia gliceraldehidei-3-fosfatului în 1,3-bisfosfoglicerat: prima constă într-o oxidare a aldehidei în acid carboxilic (mediat de NAD + ), care implică formarea intermediarului 3-fosfoglicerat; a doua este fosforilarea (printr-un fosfat anorganic, de fapt în a doua fază a glicolizei nu se consumă niciun alt ATP) al 3-fosfogliceratului din poziția 1, care generează produsul 1,3-bisfosfoglicerat. Prezența a două etape este confirmată de conformarea situsului de legare al enzimei: o parte este specifică pentru inelul nicotinamidic al coenzimei NAD + , cealaltă pentru inelul adenil al ATP.
Prima reacție este destul de favorizată din punct de vedere termodinamic (ΔG ° ´ de aproximativ -50 kJ mol-1), în timp ce a doua este nefavorabilă, deoarece ΔG ° ´ este de semn opus. Dacă aceste două reacții ar avea loc pur și simplu în soluție, prin urmare, a doua ar avea o energie de activare atât de mare încât ar fi de fapt imposibilă. Prin urmare, prezența enzimei este absolut fundamentală: cuplarea celor două reacții operate în locul activ al gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenazei, de fapt, face posibilă apariția celei de-a doua. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că intermediarul tioesteric care se formează în miezul sitului catalitic are o energie liberă Gibbs mult mai mare decât echivalentul său de acid carboxilic 3-fosfoglicerat liber în soluție.
Mai detaliat, reacția se dezvoltă în felul următor.
- Aldehida reacționează cu gruparea sulfhidril a cisteinei menționate anterior, legându-se de enzimă prin formarea unui semitioacetal .
- Odată ce substratul este legat, poate avea loc prima parte a reacției. Molecula NAD + este asociată cu enzima într-o poziție foarte apropiată de cea a cisteinei. Prezența unei histidine favorizează deprotonarea gliceraldehide-3-fosfatului și transferul protonului pe NAD + , care este astfel convertit în NADH. NADH este înlocuit imediat cu o altă moleculă NAD + . Semitioacetal, după deprotonare, este transformat în tioester .
- Prezența NAD + favorizează intrarea în situl activ a unei grupări funcționale încărcate negativ, cum ar fi o grupare fosfat anorganic [1] . A doua reacție, prin urmare, constă în deplasarea legăturii tioester de către fosfat, care eliberează astfel substratul (acum 1,3-bisfosfoglicerat) de orice legătură cu enzima. Pe de altă parte, în acest fel, grupul sulfhidril al cisteinei este complet regenerat.
Notă
- ^ Voet, Donald., Pratt, Charlotte W. și Stifanese, Roberto., Fundamentals of biochimie , 3. ed. aceasta. efectuat la ed. a 4-a. American., Zanichelli, 2013, ISBN 9788808175441 ,OCLC 875280312 .
Bibliografie
- (EN) Berg Jeremy M., Tymoczko John L. și Lubert Stryer Biochimie - Ediția a cincea - WH Freeman and Company , de la ncbi.nlm.nih.gov.
- Caputto, R. și Dixon, M. Cristalizarea și identitatea triozei și triosefosfatului dehidrogenazei mușchilor. Nature (Lond.) 156 (1945) 630–631.
- Cori, GT, Slein, MW și Cori, CF D-gliceraldehidă-3-fosfat dehidrogenază cristalină din mușchiul de iepure. J. Biol. Chem. 173 (1948) 605-618.
- Hageman, RH și Arnon, DI Izolarea triosefosfat dehidrogenazei din semințele de mazăre. Arh. Biochem. Biofizi. 55 (1955) 162–168.
- Velick, SF și Furfine, C. Gliceraldehidă 3-fosfat dehidrogenază. În: Boyer, PD, Lardy, H. și Myrbäck, K. (Eds), The Enzymes, 2nd edn, vol. 7, Academic Press, New York, 1963, pp. 243-273.
- Warburg, O. și Christian, W. Isolierung und Krystallisation des Proteins des oxydierenden Gärungsferments. Biochimie. Z. 303 (1939) 40-68.
Elemente conexe
linkuri externe
- ( EN ) Imagine a aranjamentului grupurilor funcționale cheie din cadrul enzimei , la ncbi.nlm.nih.gov .
- ( EN ) Ilustrația mecanismului de acțiune al enzimei , la ncbi.nlm.nih.gov .
- ( EN ) Profilurile energetice ale reacției în caz de prezență sau absență a enzimei , pe ncbi.nlm.nih.gov .