Fosfoglukomutaza-1 je enzim koji je kod čovjeka kodiran genom PGM1. Protein koji kodira ovaj gen je izozim fosfoglukomutaze (PGM) i pripada porodici fosfo heksoznih mutaza. Postoji nekoliko PGM izozima, koji su kodirani različitim genima i kataliziraju prenosom fosfata između 1 i 6 položaja glukoze. U većini tipova ćelija dominira ovaj PZM izozim koji predstavlja oko 90% ukupne PGM aktivnosti. U crvenim krvnim zrncima, PGM2 je glavni izozim. Ovaj gen je visoko polimorfan. Mutacije u ovom genu uzrokuju CDG sindrom tip 1t (CDG1T, ranije poznat kao bolest skladištenja glikogena tip XIV). U ovom genu identificirane su alternativno spojene varijante transkripta koje kodiraju različite izoforme.
Struktura Gen PGM1 lokaliziran je u prvom hromosomu, čija je specifična regija 1p31. Kompletni gen PGM1 obuhvata preko 65 kb i sadrži 11 egzona, a mjesta dvije mutacije koje čine molekulsku osnovu za uobičajeni polimorfizam proteina PGM1 su u egzonima 4 i 8 i međusobno su udaljena 18 kb. Unutar ove regije postoji mjesto intragena rekombinacija. Postoje dva alternativno spojena prva egzona, od kojih se jedan, egzon 1A, transkribira u široki spektar ćelijskih tipova. Drugi, egzon 1B, transkribira se brzo u mišićnom tkivu. Egzon 1A je transkribiran iz promotora koji ima strukturna obilježja promotora održavanja, ali nalazi se više od 35 kb uzvodno od egzona 2. Eon 1B je 6 kb uzvodno od egzona 2, unutar velikog prvog introna posvuda iispoljavanog transkripta PGM1. Brzomišićni oblik PGM1 karakterizira 18 dodatnih aminokiselinskih ostataka na svom N-kraju. Usporedbe sekvenci pokazuju da su egzoni 1A i 1B strukturno povezani i da su nastali duplikacijom.
PGM1 je monomerni protein sa 562 aminokiselina i četiri strukturna domena, raspoređena u ukupnom obliku srca. Aktivno mjesto nalazi se u velikoj, centralno lociranoj pukotini, formiranoj od više od 80 ostataka. [Može se razdvojiti u četiri visoko konzervirana područja, koja doprinose katalizi i vezanju supstrata. Ta područja su: fosfoserinski ostatak koji učestvuje u prenosu fosforila, petlja za vezanje metala; petlja za vezanje šećera; i fosfat–vezno mjesto koje djeluje s fosfatnom grupom supstrata. Rascjep aktivnog mjesta PGM1 oslanja se na sva četiri strukturna domena enzima, zbog svog strukturnog integriteta.
Funkcija Biohemijski putevi potrebni za upotrebu glukoze kao izvora ugljika i energije visoko su očuvani, od bakterija do ljudi. PGM1 je evolucijski očuvani enzim koji regulira jednu od najvažnijih metaboličkih ugljikohidratnih tačaka prometa u prokariotskim i eukariotskim organizmima, katalizirajući dvosmjernu interkonverziju glukoza 1- fosfata (G-1-P) i glukoza 6-fosfata (G-6-P). U jednom smjeru, G-1-P proizveden iz katabolizma saharoze, pretvara se u G-6-P, prvi međuprodukt u glikolizi. U drugom smjeru, pretvaranjem G-6-P u G-1-P stvara se supstrat za sintezu UDP-glukoze, koja je potrebna za sintezu različitih ćelijskih sastojaka, uključujući ćelijski zid polimere i glikoprotein. PGM1 se široko koristi kao genetički marker za izozimski polimorfizam među ljudima. Poznato je da je PGM posttranslacijski modifikovana citoplazmatskom glikozilacijom koja, čini se, ne regulira svoju enzimsku aktivnost, već je uključena u lokalizaciju proteina. Pokazano je da je glukoza 1,6 bisfosfat (Glc-1,6-P2), snažni regulator metabolizma ugljikohidrata, snažan aktivator PGM-a. PGM1 je također modificiran fosforilacijom na Ser108, kao dio svog katalitskog mehanizma. Pokazalo se da to izvodi Pak1, prethodno identificirana signalizirajuća kinaza.
Klinički značaj Nedostatak fosfoglukomutaze 1 (PGM1) nasljedni je metabolički poremećaj kod ljudi (CDG sindrom tip 1t, CDG1T). Oboljeli pacijenti pokazuju više fenotipova bolesti, uključujući one kao što su dilatirana kardiomiopatija, netolerancija na vježbanje i hepatopatija, što odražava centralnu ulogu enzima u metabolizmu glukoze. Biohemijski fenotipovi mutanata PGM1 dijele se u dvije skupine: one s ugroženom katalizom i one s mogućim preklopnim nedostacima. U odnosu na rekombinantni enzim divljeg tipa, određeni misens mutanti pokazuju znatno smanjenu ekspresiju topljivog proteina i / ili povećanu agregaciju. Suprotno tome, druge varijante pogrešnog ponašanja dobro se ponašaju u rastvoru, ali pokazuju dramatično smanjenje aktivnosti enzima, s Kcat/Km, često < 1,5% divljeg tipa. Skromne promjene u konformaciji i fleksibilnosti proteina također su očite u nekim katalitički oštećenim varijantama. U slučaju mutanta G291R, ozbiljno ugrožena aktivnost povezana je s nemogućnošću ključnog aktivnog mjesta serina da bude fosforiliran, što je preduvjet za katalizu. Novi rezultati dopunjuju prethodne studije in vivo, koje sugeriraju da i pogrešno savijanje proteina i katalitsko oštećenje mogu imati ulogu u nedostatku PGM1.
Interakcije Pokazano je da PGM1 imaju interakcije sa S100 kalcij vežućim proteinom A1 i S100B.
Reference
Dopunska literatura
Vanjski linkovi
Kategorija:EC 5.4.2 Kategorija:Enzimi Kategorija:Geni na hromosomu 1