6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตเนส
โมโนเมอร์ผลึกของ 6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตเนสจากTrypanosoma bruceiที่ซับซ้อนกับกรด 6-ฟอสโฟกลูโคนิก[ 1 ]
ตัวระบุ
เครื่องหมาย	พีจีแอลเอส
ยีน NCBI	25796
เอชจีเอ็นซี	8903
โอเอ็มไอเอ็ม	604951
ลำดับอ้างอิง	NM_012088
ยูนิโปรท	O95336
ข้อมูลอื่นๆ
หมายเลข EC	3.1.1.31
ตำแหน่ง	บทที่ 19 หน้า 13.2
ค้นหา โครงสร้าง แบบจำลองสวิส โดเมน อินเตอร์โปร

6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตเนส (EC 3.1.1.31, 6PGL, PGLSชื่อระบบ6-ฟอสโฟ- D -กลูโคโน-1,5-แลคโตน แลคโตโนไฮโดรเลส ) เป็นเอนไซม์ ไซโตโซลิก ที่พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ซึ่งเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของ6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตนเป็นกรด 6-ฟอสโฟกลูโคนิกในเฟสออกซิเดชันของวิถีเพนโทสฟอสเฟต : ^{[ 2 ]}

6-ฟอสโฟ- ดี -กลูโคโน-1,5-แลคโตน + H₂O 6-ฟอสโฟ- ดี - กลูโคเนต

โครงสร้างตติยภูมิของ 6PGL ใช้โครงสร้างไฮโดรเลสแบบ α/βโดยมีหมู่เรซิเดิวของตำแหน่งออกฤทธิ์รวมกลุ่มกันบนลูปของ α-เฮลิกซ์ จากโครงสร้างผลึกของเอนไซม์ กลไกการทำงานคาดว่าจะขึ้นอยู่กับการถ่ายโอนโปรตอนโดยหมู่เรซิเดิวฮิสติดีนในตำแหน่งออกฤทธิ์^{[ 1 ]} 6PGL เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของ δ-6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตนอย่างเลือกสรร และไม่มีกิจกรรมกับไอ โซเมอ ร์γ ^{[ 3 ]}

มีการเสนอให้ไฮโดรไลซิส 6PGL ของ6-ฟอสโฟกลูโคโนแลค โตน เป็น6-ฟอสโฟกลูโคนิกแอซิ ดโดยผ่านการถ่ายโอนโปรตอนไปยังอะตอมออกซิเจนของวงแหวน O5 ^{[ 4 ]}คล้ายกับไซโลสไอโซเมอเรส^{[ 5 ]}และไรโบส-5-ฟอสเฟตไอโซเมอเรส [ ^{6 ] ปฏิกิริยา}เริ่มต้นด้วยการโจมตีของ ไอออน ไฮดรอกไซด์ที่เอสเทอร์ C5 เกิดสารตัวกลางแบบเตตระเฮดรัลขึ้น และตามด้วยการกำจัดพันธะเอสเทอร์ โดยได้รับความช่วยเหลือจากการบริจาคโปรตอนจากหมู่ฮิสติดีนในบริเวณออกฤทธิ์ หมู่เฉพาะที่เข้าร่วมในการถ่ายโอนโปรตอนยังคงเป็นปริศนาสำหรับนักวิจัยจนกระทั่งปี 2009 เนื่องจากงานวิจัยโครงสร้างก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นถึงสองรูปแบบที่เป็นไปได้ของสารตั้งต้นในบริเวณออกฤทธิ์ ซึ่งวางตำแหน่งออกซิเจนของวงแหวน O5 ใกล้กับหมู่อาร์จินีนหรือหมู่ฮิสติดีน^{[ 1 ]}การจำลองพลศาสตร์โมเลกุลถูกนำมาใช้เพื่อค้นพบว่าสารตกค้างที่ให้โปรตอนคือฮิสติดีน และสารตกค้างอาร์จินีนมีส่วนเกี่ยวข้องเฉพาะในการทำให้กลุ่มฟอสเฟตที่มีประจุลบมีเสถียรภาพทางไฟฟ้าเท่านั้น^{[ 4 ]}การทำให้เอนไซม์-สารตั้งต้นเชิงซ้อนมีเสถียรภาพทางไฟฟ้ายังเกิดขึ้นระหว่างคาร์บอกซิเลตของผลิตภัณฑ์และอะมีนของโครงสร้างหลักของสารตกค้างไกลซีนที่อยู่รอบๆ^{[ 4 ]}

6PGL ในHomo sapiens มีอยู่เป็นโมโนเมอร์ภาย ^ใต้สภาวะทางสรีรวิทยาของไซโตโซล และประกอบด้วยกรดอะมิโน 258 หน่วย โดยมีมวลโมเลกุลรวมประมาณ 30 kDa ^{[ 7} ] โครงสร้างตติยภูมิของเอนไซม์ใช้โครงสร้างไฮโดรเลสแบบ α/β โดยมี แผ่น βทั้งแบบขนานและแบบตรงข้ามกันล้อมรอบด้วยเกลียวอัลฟา 8 อัน และเกลียว3 อีก 5 อัน^{[ 1 ]}ความเสถียรของโครงสร้างตติยภูมิของโปรตีนได้รับการเสริมแรงด้วยพันธะเกลือระหว่างกรดแอสปาร์ติกและอาร์จินีนและจากปฏิกิริยาการเรียงซ้อน ของหมู่ข้างเคียงอะโรมาติก ^{[ 1 ]}พบว่า6PGL ที่แยกได้จากTrypanosoma brucei ^{จับกับไอออน Zn 2+}ในบทบาทที่ไม่ใช่ตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ไม่พบในสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ รวมถึงThermotoga maritimaและVibrio cholerae ^{[ 1 ]}

6-phosphogluconolactonase เร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยน 6-phosphogluconolactone เป็น 6-phosphogluconic acid ซึ่งทั้งสองเป็นสารตัวกลางในเฟสออกซิเดชันของวิถีเพนโทสฟอสเฟตซึ่งกลูโคสจะถูกเปลี่ยนเป็นไรบูโลส 5-ฟอสเฟตเฟสออกซิเดชันของวิถีเพนโทสฟอสเฟตจะปล่อย CO2 ออกมาส่งผลให้เกิดNADPH สองโมเลกุล จาก NADP ^{+ ผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือไรบูโลส 5-ฟอสเฟต ซึ่งสิ่งมีชีวิตจะนำไปประมวลผลต่อในเฟสที่ไม่ใช่ออกซิเดชันของวิถีเพนโทสฟอสเฟตเพื่อ สังเคราะห์}โมเลกุลชีวภาพ ได้แก่ นิวคลี โอไทด์ATPและโคเอนไซม์ A ^{[ 2} ]

เอนไซม์ที่อยู่ก่อนหน้า 6PGL ในวิถีเพนโทสฟอสเฟต คือกลูโคส-6-ฟอสเฟตดีไฮโดรจีเนสซึ่งจะสร้างไอโซเมอร์ δ ของ 6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตนเท่านั้น อย่างไรก็ตาม หากสารประกอบนี้สะสมมากเกินไป มันสามารถเกิดการจัดเรียงตัวภายในโมเลกุลเพื่อเปลี่ยนเป็นไอโซเมอร์ γ ที่เสถียรกว่า ซึ่งไม่สามารถถูกไฮโดรไลซ์โดย 6PGL และไม่สามารถดำเนินต่อไปในระยะที่ไม่ใช่ออกซิเดชันของวิถีเพนโทสฟอสเฟตได้ โดยการไฮโดรไลซ์ไอโซเมอร์ δ ของ 6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตนอย่างรวดเร็ว 6PGL จะป้องกันการสะสมและการก่อตัวของไอโซเมอร์ γ ในภายหลัง ซึ่งจะทำให้สิ้นเปลืองทรัพยากรกลูโคสที่มีอยู่ในเซลล์^{[ 3 ]} 6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตนยังไวต่อการโจมตีจากนิวคลีโอไฟล์ ภายในเซลล์ ดัง ที่เห็นได้จาก α- N -6-ฟอสโฟกลูโคโนอิเลชันของ โปรตีน ที่มีแท็ก Hisที่แสดงออกในE. coli [ ^{8 ] [ 9 ] และการไฮโดรไลซิ ส}ที่มีประสิทธิภาพของ 6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตนโดย 6PGL จะป้องกันการสะสมของแลคโตนและปฏิกิริยาที่เป็นพิษที่เกิดขึ้นระหว่างตัวกลางแลคโตนกับเซลล์^{[ 3 ]}

พบว่าปรสิตมาลาเรียPlasmodium bergheiและPlasmodium falciparum มีการแสดงออกของเอนไซม์สองหน้าที่ซึ่งแสดงกิจกรรมทั้ง กลูโคส-6-ฟอสเฟตดีไฮโดรจีเนสและ 6-ฟอสโฟกลูโคโนแลคโตเนส ทำให้สามารถเร่งปฏิกิริยาสองขั้นตอนแรกของวิถีเพนโทสฟอสเฟตได้^{[ 10 ]}เอนไซม์สองหน้าที่นี้ได้รับการระบุว่าเป็นเป้าหมายที่สามารถใช้เป็นยาสำหรับปรสิตมาลาเรียได้^{[ 11 ]}และ การคัด กรองสารยับยั้งโมเลกุลขนาดเล็กด้วยความเร็วสูงส่งผลให้มีการค้นพบสารประกอบใหม่ที่อาจนำไปพัฒนาเป็นยาต้านมาลาเรียที่ มีประสิทธิภาพได้ ^{[ 12 ] [ 13 ]}

• 6-phosphogluconolactonase ที่ หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
• Collard F, Collet JF, Gerin I, Veiga-da-Cunha M, Van Schaftingen E (ตุลาคม 1999). "การระบุ cDNA ที่เข้ารหัส 6-phosphogluconolactonase ของมนุษย์ ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาขั้นตอนที่สองของวิถีเพนโทสฟอสเฟต(1)" FEBS Letters . 459 (2): 223– 6. doi : 10.1016/S0014-5793(99)01247-8 . PMID  10518023 . S2CID  29302175 .