히드록시메틸글루타릴CoA합성효소

Hydroxymethylglutaryl-CoA synthase
3-히드록시-3-메틸글루타릴-코엔자임A합성효소1(용성)
식별자
기호.HMGCS1
Alt.HMGCS
NCBI유전자3157
HGNC5007
옴142940
참조NM_002130
유니프로트Q01581
기타 데이터
EC 번호2.3.3.10
궤적제5장 p14-p13
3-히드록시-3-메틸글루타릴-코엔자임A합성효소2(미토콘드리아)
식별자
기호.HMGCS2
NCBI유전자3158
HGNC5008
옴600234
참조NM_005518
유니프로트P54868
기타 데이터
궤적제1장 p13-p12
히드록시메틸글루타릴-코엔자임A합성효소N단자
PDB 1txt EBI.jpg
황색포도상구균 3-히드록시-3-메틸글루타릴-코아합성효소
식별자
기호.HMG_CoA_synt_N
팜PF01154
빠맘 클랜CL0046
인터프로IPR013528
프로 사이트PDOC00942
히드록시메틸글루타릴-코엔자임A합성효소C단자
PDB 1txt EBI.jpg
황색포도상구균 3-히드록시-3-메틸글루타릴-코아합성효소
식별자
기호.HMG_CoA_synt_C
팜PF08540
빠맘 클랜CL0046
인터프로IPR013746
프로 사이트PDOC00942

분자생물학에서 히드록시메틸글루타릴-CoA합성효소 또는 HMG-CoA합성효소 EC 2.3.3.10은 아세틸-CoA가 아세토아세틸-CoA와 응축하여 3-히드록시-3-메틸글루타릴-CoA(HMGCO)를 형성하는 효소이다.이 반응은 메발론산 의존성 이소프레노이드 생합성 경로의 두 번째 단계를 포함한다.HMG-CoA는 콜레스테롤 합성과 케톤 형성의 중간체이다.이 반응은 인슐린 결핍이 장기화되고 글루코네제네시스 및 TCA 사이클(특히 옥살아세트산)의 기질이 소진되어 치료되지 않은 당뇨병 타입 1 환자에서 과잉 활성화된다.이로 인해 과도한 아세틸-CoA가 HMG-CoA를 통해 케톤 합성 경로로 전환되어 당뇨병 케토산증이 발병한다.

HMG-CoA synthase reaction


아세틸-CoA + HO2 + 아세토아세틸-CoA { \ (S)-3-메틸글루타릴-CoA + CoA

이 효소의 3가지 기질은 아세틸-CoA, HO2, 아세토아세틸-CoA이며, 두 가지 생성물은 (S)-3-히드록시-3-메틸글루타릴-CoA 및 CoA이다.

인간에서 단백질은 5번 염색체의 HMGCS1 유전자에 의해 암호화된다.

분류

이 효소는 전달효소 계열, 특히 아실기를 전달 시 알킬기로 변환하는 아실 전달효소 계열에 속합니다.

명명법

이 효소 클래스의 계통명은 아세틸-CoA:아세틸-CoA C-아세틸전달효소(티오에스테르 가수분해효소, 카르복시메틸 형성)이다.일반적으로 사용되는 다른 명칭으로는 (S)-3-히드록시-3-메틸글루타릴-CoA 아세토아세틸-CoA-리아제, (CoA-아세틸화), 3-히드록시-3-메틸글루타릴 CoA 합성효소, 3-히드록시-3-메틸글루타릴코아제, 3-히드록시-3-히드록시-3-히드록시-3-히드록시-코아제 등이 있다.록시-베타-메틸글루타릴-CoA합성효소, HMG-CoA합성효소, 아세토아세틸코엔자임A 트랜스아세타아제, 히드록시메틸글루타릴코엔자임A합성효소 및 히드록시메틸글루타릴코엔자임A축합효소.

메커니즘

HMG-CoA 합성효소는 반응의 첫 번째 단계에서 친핵체로 작용하는 중요한 촉매 시스테인 잔기, 즉 아세틸-CoA(그 첫 번째 기질)에 의한 아세틸화 효소의 아세틸화, 환원된 조효소 A를 방출한다.아세토아세틸-CoA(두 번째 기질)에 대한 후속 친핵성 공격은 HMG-CoA의 [1]형성을 이끈다.

생물학적 역할

이 효소는 케톤체 합성 및 분해, 발린, 류신 및 이소류신 분해, 부탄산 대사 등 3가지 대사 경로에 관여합니다.

종 분포

HMG-CoA 합성효소는 진핵생물, 고세균,[2] 그리고 특정 박테리아에서 발생한다.

진핵생물

척추동물에서 효소의 두 가지 다른 동질효소가 있다(세포산과 미토콘드리아). 사람에게 세포산은 효소의 미토콘드리아 형태와 아미노산 동일성이 60.6%에 불과하다.HMG-CoA는 곤충, 식물, 그리고 [3]곰팡이와 같은 다른 진핵 생물에서도 발견됩니다.

세포질

세포질 형태는 콜레스테롤과 다른 스테롤릭 및 이소프레노이드 화합물로 이어지는 메발론산 경로의 시작점이다.

메발론산 경로

미토콘드리아

미토콘드리아 형태는 케톤체의 생합성을 담당한다.효소의 미토콘드리아 형태의 유전자는 5' 옆부분에 세 [4]개의 스테롤 조절 요소를 가지고 있다.이러한 요소들은 동물에서 식이 콜레스테롤이 높을 때 효소 합성을 담당하는 메시지의 전사가 감소하는 원인이 된다. 3-히드록시-3-메틸글루타릴-CoA와 저밀도 리포단백질 수용체에서도 동일한 현상이 관찰된다.

케톤생성

박테리아

박테리아에서 이소프레노이드 전구체는 일반적으로 대체적인 비메발론산 경로를 통해 합성되지만, 그램 양성 병원체는 진핵생물에서 [5][6]발견되는 것과 평행한 HMG-CoA 합성효소를 포함하는 메발론산 경로를 이용한다.

구조 연구

2007년 말 현재 이 등급의 효소에 대해 4가지 구조가 해결되었으며 PDB 가입 코드는 1XPK, 1XPL, 1XPM 및 2P8U이다.

외부 링크

레퍼런스

  1. ^ Theisen MJ, Misra I, Saadat D, Campobasso N, Miziorko HM, Harrison DH (November 2004). "3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase intermediate complex observed in "real-time"". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (47): 16442–7. doi:10.1073/pnas.0405809101. PMC 534525. PMID 15498869.
  2. ^ Bahnson BJ (November 2004). "An atomic-resolution mechanism of 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 101 (47): 16399–400. Bibcode:2004PNAS..10116399B. doi:10.1073/pnas.0407418101. PMC 534547. PMID 15546978.
  3. ^ Bearfield JC, Keeling CI, Young S, Blomquist GJ, Tittiger C (April 2006). "Isolation, endocrine regulation and mRNA distribution of the 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A synthase (HMG-S) gene from the pine engraver, Ips pini (Coleoptera: Scolytidae)". Insect Molecular Biology. 15 (2): 187–95. doi:10.1111/j.1365-2583.2006.00627.x. PMID 16640729. S2CID 46317830.
  4. ^ Goldstein J.L., Brown M.S.(1990) 메발론산염 경로의 규제.네이처 343, 425-430
  5. ^ Steussy CN, Robison AD, Tetrick AM, Knight JT, Rodwell VW, Stauffacher CV, Sutherlin AL (December 2006). "A structural limitation on enzyme activity: the case of HMG-CoA synthase". Biochemistry. 45 (48): 14407–14. doi:10.1021/bi061505q. PMID 17128980.
  6. ^ Steussy CN, Vartia AA, Burgner JW, Sutherlin A, Rodwell VW, Stauffacher CV (November 2005). "X-ray crystal structures of HMG-CoA synthase from Enterococcus faecalis and a complex with its second substrate/inhibitor acetoacetyl-CoA". Biochemistry. 44 (43): 14256–67. doi:10.1021/bi051487x. PMID 16245942.
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