ホモゲンチジン酸1,2-ジオキシゲナーゼ
| ホモゲンチシン1,2-ジオキシゲナーゼ | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 ホモゲンチジン酸二酸化酵素の3Dレンダリング。活性部位のアミノ酸残基と鉄原子が色分けされています。ヒスチジンは黄褐色、グルタミン酸は赤色、鉄は青色です。 | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 1.13.11.5 | ||||||||
| CAS番号 | 9029-49-6 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| インテンズ | IntEnzビュー | ||||||||
| ブレンダ | ブレンダエントリー | ||||||||
| エクスパス | NiceZymeビュー | ||||||||
| ケッグ | KEGGエントリー | ||||||||
| メタサイクル | 代謝経路 | ||||||||
| プリアモス | プロフィール | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| 遺伝子オントロジー | アミゴー/クイックゴー | ||||||||
| |||||||||
| ホモゲンチジン酸1,2-ジオキシゲナーゼ（ホモゲンチジン酸オキシダーゼ） | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 識別子 | |||||||
| シンボル | HGD | ||||||
| 代替記号 | アク | ||||||
| NCBI遺伝子 | 3081 | ||||||
| HGNC | 4892 | ||||||
| オミム | 607474 | ||||||
| 参照シーケンス | XM_001125882 | ||||||
| ユニプロット | Q93099 | ||||||
| その他のデータ | |||||||
| EC番号 | 1.13.11.5 | ||||||
| 軌跡 | 第3章q21-q23 | ||||||
| |||||||
ホモゲンチセート1,2-ジオキシゲナーゼ（ホモゲンチジン酸オキシダーゼ、ホモゲンチセートオキシダーゼ、ホモゲンチシカーゼ）は、ホモゲンチセートから4-マレイルアセト酢酸への変換を触媒する酵素である。ホモゲンチセート1,2-ジオキシゲナーゼまたはHGDは、芳香族環の異化、より具体的にはアミノ酸のチロシンとフェニルアラニンの分解に関与している。[ 1 ] HGDは、分子ホモゲンチセートが生成されると、チロシンとフェニルアラニンの分解の代謝経路に現れる。ホモゲンチセートはHGDと反応してマレイルアセト酢酸を生成し、これが代謝経路でさらに利用される。HGDは、ホモゲンチセートの芳香族環を切断するためにFe 2+とO 2を必要とする。 [ 2 ]
酵素活性部位
ホモゲンチジン酸1,2-ジオキシゲナーゼの活性部位は、Titusら[ 1 ] の研究によって解明された結晶構造によって決定されました。結晶構造から、活性部位にはHis292、His335、His365、His371、およびGlu341という残基が含まれていることがわかりました。
ホモゲンチシンは活性部位において、Fe 2+原子を介してグルタミン酸341、ヒスチジン335、およびヒスチジン371に結合します。ヒスチジン292は芳香環のヒドロキシル基に結合します。ヒスチジン365は水素結合を介してグルタミン酸341に結合し、アミノ酸側鎖を安定化します。
病理学
ホモゲンチセート 1,2 ジオキシゲナーゼは、アルカプトン尿症と呼ばれる代謝疾患の一種に関与している。この疾患は、体がホモゲンチセートを処理できないために起こる。ホモゲンチセートは体内で酸化されると、黒色の原因となるオクロノティック色素と呼ばれる化合物を生成し、いくつかの悪影響をもたらす。これらの悪影響の 1 つは、患者の耳垢が黒または赤に変わり始めることで、これは患者の食事に依存する。これは、オクロノティック色素の過剰により血液が酸化され、黒くなるためである。オクロノティック色素のもう 1 つの影響は、年齢を重ねるにつれて、体の結合組織に蓄積して変形性関節症を引き起こす可能性があることである。 [ 2 ]アルカプトン尿症には、酸化されるまで長時間放置すると尿が黒くなるという別の影響もあるが、これは多くの場合、遺伝的欠陥を検査する方法である。この代謝疾患は常染色体劣性疾患であるため、子供がこの欠陥を持つためには両親が遺伝子を子供に受け継がなければなりません。
機構
Borowskiらは、Journal of the American Chemical Society誌に掲載された論文でHGDのメカニズムを提案している。彼らは、Gaussian03およびJaguarプログラムを用いたB3LYP関数によるハイブリッドDFT計算の結果に基づいて、このメカニズムを考案した。ホモゲンチサートの芳香環開裂は多段階過程である。最初の2段階では、Fe 2+ がカルボニルおよびオルトフェノールの酸素に配位する。鉄原子はHis335、His371、およびGlu341にも配位する。次にO 2 が鉄原子に結合し、[ 2 ]芳香環と反応してペルオキソ架橋中間体を形成する。
次のステップでは、O 2が開裂してエポキシドが形成されます。このエポキシド中間体はラジカル反応を引き起こし、最終的に六員環を開環して酸化します。
- メカニズムのステップ1～8
- メカニズムのステップ9～11
参考文献
- ^ a bタイタス GP、ミュラー HA、ブルグナー J、ロドリゲス デ コルドバ S、ペニャルバ MA、ティム DE (2000 年 7 月)。 「ヒトホモゲンチジン酸ジオキシゲナーゼの結晶構造」。自然の構造生物学。7 (7): 542–6 .土井: 10.1038/76756。hdl : 10261/71724。PMID 10876237。S2CID 6219553。
- ^ a b c Borowski T, Georgiev V, Siegbahn PE (2005年12月). 「ホモゲンチサートジオキシゲナーゼの触媒反応機構：ハイブリッドDFT研究」. Journal of the American Chemical Society . 127 (49): 17303–14 . Bibcode : 2005JAChS.12717303B . doi : 10.1021/ja054433j . PMID 16332080 .
外部リンク
