Бисфосфоглицератмутаза (EC 5.4.2.4, BPGM, БФГМ) представляет собой фермент, уникальный для эритроцитов и клеток плаценты. Он отвечает за каталитический синтез 2,3-бисфосфоглицерата (2,3-БФГ) из 1,3-бисфосфоглицерата. БФГМ также имеет функции мутазы и фосфатазы, но они гораздо менее активны, в отличие от своего гликолитического родственника, фосфоглицератмутазы (ФГМ), которая поддерживает эти две функции, но также может катализировать синтез 2,3-БФГ до меньшей степени.
Распределение в тканях Поскольку основной функцией бисфосфоглицератмутазы является синтез 2,3-БФГ, этот фермент обнаружен только в эритроцитах и плацентарных клеткахPritlove DC, Gu M, Boyd CA, Randeva HS, Vatish M (August 2006). . В гликолизе преобразование 1,3-БФГ в 2,3-БФГ было бы очень неэффективным, так как это просто добавляет ещё один ненужный шаг. Поскольку основная роль 2,3-БФГ заключается в смещении равновесия гемоглобина в сторону дезокси-состояния, его продукция действительно полезна только в клетках, содержащих гемоглобин, эритроцитах и плацентарных клетках.
Функция 1,3-БФГ образуется как промежуточный продукт гликолиза. Затем БФГМ берет это и преобразует в 2,3-БФГ, который выполняет важную функцию в переносе кислорода . 2,3-БФГ связывается с высоким сродством к гемоглобину, вызывая конформационные изменения, которые приводят к высвобождению кислорода. Затем местные ткани могут поглощать свободный кислород. Это также важно для плаценты, где кровь плода и матери находятся в такой непосредственной близости. Когда плацента вырабатывает 2,3-БФГ, большое количество кислорода высвобождается из близлежащего материнского гемоглобина, который затем может диссоциировать и связываться с фетальным гемоглобином, который имеет гораздо более низкое сродство к 2,3-БФГ.
Структура
Общая БФГМ представляет собой димер, состоящий из двух идентичных белковых субъединиц, каждая из которых имеет свой активный центр. Каждая субъединица состоит из шести β-тяжей, β A-F, и десяти α-спиралей, α1-10. Димеризация происходит по граням β C и α 3 обоих мономеров. BPGM примерно на 50 % идентичен своему аналогу PGM, при этом основные остатки активного центра сохраняются почти во всех PGM и BPGM.
Важные аминокислоты His11: нуклеофил реакции превращения 1,2-БФГ в 1,3-БФГ. Вращается вперед и назад с помощью His-188, чтобы занять линейное положение, чтобы атаковать 1'-фосфатную группу. His188: участвует в общей стабильности белка, а также в образовании водородных связей с субстратом, как His-11, который он втягивает в каталитическую позицию. Arg90: хотя этот положительно заряженный остаток не участвует непосредственно в связывании, он необходим для общей стабильности белка. Может быть заменен лизином с небольшим влиянием на катализ. Cys23: мало влияет на общую структуру, но сильно влияет на реакционную способность фермента.
Механизм катализа 1,3-БФГ связывается с активным центром, что вызывает конформационные изменения, при которых щель вокруг активного сайта закрывается на субстрате, надежно фиксируя его на месте. 1,3-БФГ образует большое количество водородных связей с окружающими остатками, многие из которых заряжены положительно, что сильно ограничивает его подвижность. Его жесткость предполагает очень энтальпийно обусловленную ассоциацию. Конформационные изменения заставляют His11 вращаться, чему частично способствует водородная связь с His188 . His11 приводится в соответствие с фосфатной группой, а затем проходит через механизм SN2, в котором His11 является нуклеофилом, атакующим фосфатную группу. Затем 2'-гидроксильная группа атакует фосфат и удаляет его из His11, тем самым создавая 2,3-БФГ.
Использованная литература
Дальнейшее чтение
Ссылки
Категория:КФ 5.4.2 Категория:Ферменты