Karbamoyylifosfaattisyntetaasi II
Karbamoyylifosfaattisyntetaasi II on entsyymi, joka katalysoi irreversiibeliä karbamoyylifosfaattia glutamiinista, vetykarbonaatti-ioneista ja kahdesta ATP-molekyylistä. Entsyymi osallistuu eliöissä pyrimidiinirakenteisten nukleotidien biosynteesiin. Karbamoyylifosfaattisyntetaasi II:n EC-numero on EC 6.3.5.5. Eläimillä karbamoyylifosfaattisyntetaasi II:ta esiintyy maksan sytosolissa, ja maksan mitokondrioissa esiintyy toinen karbamoyylifosfaattia muodostava entsyymi karbamoyylifosfaattisyntetaasi I, joka osallistuu ureakiertoon.[1][2]
Rakenne ja toiminta muokkaa
Prokaryooteilla, kuten bakteereilla ja arkeoneilla karbamoyylifosfaattisyntetaasi II on rakenteeltaan kahdesta erilaisesta yksiköstä koostuva dimeeri. Entsyymissä on kaksi sitoutumiskohtaa ATP-molekyyleille. Nisäkkäillä entsyymi on osa suurta entsyymikompleksia, jolla on myös kahden muun entsyymin aspartaattikarbamoyylitransferaasin ja dihydro-orotaasin aktiivisuus. Entsyymi tarvitsee toimiakseen magnesiumioneja, jotka kelatoituvat ATP-molekyyleihin. Karbamoyylifosfaattisyntetaasi II:n katalysoiman reaktion ensimmäisessä vaiheessa ATP-molekyyli reagoi vetykarbonaatti-ionin kanssa muodostaen karboksifosfaattivälivaiheen ja toisena tuotteena muodostuu ADP-molekyyli. Glutamiini on sitoutunut entsyymin kysteiiniaminohappoon muodostaen tioesterin, ja entsyymin aktiivisen kohdan emäksinen aminohappo poistaa vedeltä protonin, jolloin vedestä muodostuu nukleofiilisempi hydroksidi-ioni. Hydroksidi-ioni reagoi nukleofiilisella substituutiolla glutamiinin amidoryhmän kanssa, ja amidoryhmä hydrolysoituu vapauttaen glutamiinihappoa ja ammoniakkia. Ammoniakki reagoi karboksifosfaatin kanssa karbamaatti-ioniksi, jonka entsyymi fosforyloi ATP:n avulla karbamoyylifosfaatiksi. Samalla muodostuu toinen ADP-molekyyli. Ammoniakki sellaisenaan voi toimia entsyymin substraattina ilman glutamiinia, mikäli ammoniakin konsentraatio sytosolissa on yli 100 mmol/l.[1][2][3][4][5]
Karbamoyylifosfaattisyntetaasia inhiboi UTP-molekyyli ja aktivoi fosforibosyylipyrofosfaatti. Entsyymi ei tarvitse koentsyymikseen N-asetyyliglutamiinihappoa toisin kuin karbamoyylifosfaattisyntetaasi I. Vaikka karbamoyylifosfaatti on välituote sekä pyrimidiinin biosynteesissä että ureakierrossa, kahden eri sitä valmistamaan kehittyneen entsyymin syntyminen osoittaa, että nämä kaksi aineenvaihduntareittiä vaativat toisistaan riippumattomat säätelymekanismit.[1][2][6][7]
Lähteet muokkaa
- ↑ a b c EC 6.3.5.5 - Carbamoyl-phosphate synthase (glutamine-hydrolysing) Brenda. Viitattu 9.8.2015. (englanniksi)
- ↑ a b c Daniel L. Purich, R. Donald Allison: The Enzyme Reference, s. 144–145. Academic Press, 2003. ISBN 9780080550817. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 9.8.2015). (englanniksi)
- ↑ Perry A. Frey, Dexter B. Northrop: Enzymatic mechanisms, s. 61–64. IOS Press, 1999. ISBN 978-9051994322. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 9.8.2015). (englanniksi)
- ↑ Herbert J. Fromm, Mark Hargrove: Essentials of Biochemistry, s. 295–296. Springer, 2012. ISBN 978-3-642-19624-9. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 8.9.2015). (englanniksi)
- ↑ Eugene V. Koonin, Michael Y. Galperin: Sequence — Evolution — Function, s. 316. Springer, 2003. ISBN 978-1-4020-7274-1. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 8.9.2015). (englanniksi)
- ↑ Michael Lieberman, Allan D. Marks, Colleen M. Smith: Marks' basic medical biochemistry, s. 524. Lippincott Williams & Wilkins, 2008. ISBN 978-0781770224. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 9.8.2015). (englanniksi)
- ↑ N. V. Bhagavan: Medical biochemistry, s. 638. Academic Press, 2002. ISBN 978-0-12-095440-7. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 9.8.2015). (englanniksi)