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ファミリー | |||||||
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| 識別子 | |||||||
| シンボル | PGAM | ||||||
| ファム | PF00300 | ||||||
| インタープロ | IPR013078 | ||||||
| プロサイト | PDOC00158 | ||||||
| SCOP2 | 3pgm /スコープ/ SUPFAM | ||||||
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| ホスホグリセリン酸ムターゼ1（脳） | |||||||
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| 識別子 | |||||||
| シンボル | PGAM1 | ||||||
| 代替記号 | PGAMA | ||||||
| NCBI遺伝子 | 5223 | ||||||
| HGNC | 8888 | ||||||
| オミム | 172250 | ||||||
| 参照シーケンス | NM_002629 | ||||||
| ユニプロット | P18669 | ||||||
| その他のデータ | |||||||
| EC番号 | 5.4.2.11 | ||||||
| 軌跡 | 第10章25.3節 | ||||||
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| ホスホグリセリン酸ムターゼ2（筋肉） | |||||||
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| 識別子 | |||||||
| シンボル | PGAM2 | ||||||
| NCBI遺伝子 | 5224 | ||||||
| HGNC | 8889 | ||||||
| オミム | 261670 | ||||||
| 参照シーケンス | NM_000290 | ||||||
| ユニプロット | P15259 | ||||||
| その他のデータ | |||||||
| EC番号 | 5.4.2.11 | ||||||
| 軌跡 | 第7章13-12ページ | ||||||
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- この酵素は、 1,3-ビスホスホグリセリン酸から2,3-ビスホスホグリセリン酸への変換を触媒するビスホスホグリセリン酸ムターゼと混同しないでください。
ホスホグリセリン酸ムターゼ（PGM）は、解糖系の第8段階、すなわちC-3位からC-2位へのリン酸基の内部転移を触媒する酵素であり、その結果、2,3-ビスホスホグリセリン酸中間体を経て、3-ホスホグリセリン酸（3PG）が2-ホスホグリセリン酸（2PG）に変換される。これらの酵素は、補因子依存性（dPGM）または補因子非依存性（iPGM）の2つの異なるクラスに分類される。[ 1 ] dPGM酵素（EC 5.4.2.11）は約250個のアミノ酸で構成され、すべての脊椎動物に加えて、一部の無脊椎動物、真菌、細菌に見られる。iPGM（EC 5.4.2.12）クラスは、すべての植物と藻類に加えて、一部の無脊椎動物、真菌、グラム陽性細菌に見られる。[ 2 ]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に属します。[ 3 ]
機構
PGMはイソメラーゼ酵素であり、3-ホスホグリセリン酸のC-3炭素からリン酸基（PO 4 3−）をC-2炭素に効率的に転移させて2-ホスホグリセリン酸を形成する。dPGMが触媒できる反応は全部で3つある：3PGから2PGへ、またはその逆の変換をもたらすムターゼ反応、[ 4 ] [ 5 ] 、 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、[ 6 ] [ 7 ] 、および1,3-ビスホスホグリセリン酸から2,3-ビスホスホグリセリン酸を生成する合成酵素反応（ビスホスホグリセリン酸ムターゼ酵素に類似）である。速度論的および構造的研究により、dPGMとビスホスホグリセリン酸ムターゼはパラロガス構造であることを示す証拠が得られている。[ 6 ] 両酵素は、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を含むスーパーファミリーに含まれています。[ 8 ]
触媒されるムターゼ反応には、2 つの別々のホスホリル基が関与しており、2 位炭素の末端リン酸は、3 位炭素から除去されたリン酸とは異なる。 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って形成されたホスホヒスチジン複合体が含まれる。[ 9 ] 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 へのリン酸の転移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が形成される。酵素ヒスチジンの脱リン酸化によって酵素構成の局所的アロステリック変化が起こり、基質の 3-C リン酸基が酵素活性部位のヒスチジンと揃うようになり、リン酸の転移が促進されて酵素は初期のリン酸化状態に戻り、生成物2-ホスホグリセリン酸が放出される。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ある。対照的に、iPGMクラスは2,3-ビスホスホグリセリン酸とは独立しており、ホスホセリン中間体を用いてモノホスホグリセリン酸上のリン酸基の分子内転移を触媒する。[ 10 ]
反応の要約
3PG + P酵素 → 2,3BPG + 酵素 → 2PG + P酵素
3-ホスホグリセリン酸中間体 2-ホスホグリセリン酸
ΔG° ′ =+1.1kcal/モル
アイソザイム
ホスホグリセリン酸ムターゼは、主に約32kDaの同一または近縁の2つのサブユニットからなる二量体として存在します。この酵素は、酵母からホモ・サピエンスに至るまで、単純な生物に存在し、その構造は生物全体にわたって高度に保存されています。（酵母のPGMは哺乳類と比較して約74%保存されています。）
哺乳類では、酵素サブユニットは筋肉由来（m型）または他の組織由来（b型、脳由来で、脳由来はb型。脳由来はb型で、脳由来はb型で、脳由来はb型（もともとbアイソザイムが単離された）であると考えられる。二量体として存在する酵素は、分子全体を構成するサブユニットの種類によって3つのアイソザイム（mm、bb、またはmb）を持つ。mm型は主に平滑筋にほぼ独占的に存在する。mbアイソザイムは心筋と骨格筋に存在し、bb型はその他の組織に見られる。[ 11 ] 3つのアイソザイムはすべてどの組織にも存在する可能性があるが、上記の分布はそれぞれの組織における存在率に基づいている。
インタラクティブな経路マップ
以下の遺伝子、タンパク質、代謝物をクリックすると、それぞれの記事にリンクします。[ § 1 ]
- ^インタラクティブなパスウェイマップはWikiPathwaysで編集できます: "GlycolysisGluconeogenesis_WP534"。
規制
ホスホグリセリン酸ムターゼは小さな正のギブス自由エネルギーを持ち、この反応は両方向に容易に進行する。可逆反応であるため、解糖系の主要な制御機構や制御スキームの標的とはならない。
バナデート[ 12 ] 、酢酸、塩化物イオン、リン酸、2-ホスホグリコール酸、N-[トリス(ヒドロキシメチル)メチル-2-アミノ]エタンスルホン酸などの陰イオン分子は、dPGMのムターゼ活性の阻害剤として知られています。研究により、dPGMはイオン濃度の変化に敏感であり、塩の濃度が上昇すると酵素のホスファターゼ活性が活性化され、ムターゼ活性が阻害されることが示されています。KClなどの特定の塩は、2-ホスホグリセリン酸とムターゼ活性に関して競合的阻害剤であることが知られています。[ 13 ] リン酸と2-ホスホグリコール酸はどちらも、基質である2-ホスホグリセリン酸と2,3-ビスホスホグリセリン酸に関して、ムターゼ活性の競合的阻害剤です。[ 14 ]
臨床的意義
ヒトでは、この酵素をコードする PGAM2 遺伝子は、7 番染色体の短腕に位置しています。
ホスホグリセリン酸ムターゼの欠損は、グリコーゲン貯蔵病X型を引き起こします。これは、軽度から中等度の症状を伴う稀な常染色体劣性遺伝性疾患です。生命を脅かす疾患とは考えられておらず、生活習慣の改善によって管理可能です。これは代謝性ミオパチーとして現れ、かつて筋ジストロフィーと呼ばれていた症候群の多くの形態の一つです。PGAM1欠損は肝臓に、PGAM2欠損は筋肉に影響を及ぼします。
発症は一般的に小児期から成人初期に認められますが、軽度の障害がある場合、自分がPGAM欠損症であることに気付かないこともあります。PGAM欠損症の患者は、短時間の激しい運動をした場合を除いて、通常は無症状です。短時間の激しい運動は、筋肉痛、けいれん、筋壊死、ミオグロビン尿を引き起こす可能性があります。[ 15 ] PGAM欠損症のまれな病理学的特徴は、尿細管凝集体との関連です。症状は、身体活動への不耐性、けいれん、筋肉痛です。永続的な筋力低下はまれです。この疾患は進行性ではなく、予後は良好です。
このドメインを含むヒトタンパク質
BPGM ; PFKFB1 ; PFKFB2 ; PFKFB3 ; PFKFB4 ; PGAM1 ; PGAM2 ; PGAM4 ; PGAM5 ; STS1 ; UBASH3A ;
参考文献
- ^ Johnsen, U; Schönheit, P (2007年9月). 「古細菌由来の補因子依存性および補因子非依存性ホスホグリセリン酸ムターゼの特性解析」.極限環境微生物：極限環境下における生命. 11 ( 5): 647–57 . doi : 10.1007/s00792-007-0094-x . PMID 17576516. S2CID 5836321 .
- ^ Jedrzejas, MJ (2000). 「ホスホグリセリン酸ムターゼの構造、機能、進化：フルクトース-2,6-ビスホスファターゼ、酸性ホスファターゼ、アルカリホスファターゼとの比較」 .生物物理学と分子生物学の進歩. 73 ( 2–4 ): 263–87 . doi : 10.1016/s0079-6107(00)00007-9 . PMID 10958932 .
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外部リンク
- 米国国立医学図書館医学件名表（MeSH）のホスホグリセリン酸+ムターゼ
- PDBe-KBは、ヒトホスホグリセリン酸ムターゼ1のPDBに登録されているすべての構造情報の概要を提供します。
