อะโคไนเตตไฮดราเทส
ภาพประกอบแสดงอะโคนิเทสของหมูในเชิงซ้อนกับคลัสเตอร์ [Fe 4 S 4 ] โปรตีนถูกระบายสีตามโครงสร้างทุติยภูมิ โดยอะตอมเหล็กเป็นสีน้ำเงินและซัลเฟอร์เป็นสีแดง[ 1 ]
ตัวระบุ
หมายเลข EC	4.2.1.3
หมายเลข CAS	9024-25-3
ฐานข้อมูล
อินท์เอ็นซ์	มุมมองของ IntEnz
เบรนด้า	เบรนด้าเข้าร่วม
เอ็กซ์แพซี่	มุมมองของ NiceZyme
เคกก์	รายการ KEGG
เมตาไซค์	วิถีการเผาผลาญ
ไพรแอม	ประวัติโดยย่อ
โครงสร้างPDB	RCSB PDB PDBe PDBsum
ออนโทโลยีของยีน	อามิโก้ / ควิกโก้
ค้นหา พีเอ็มซี บทความ พับเมด บทความ เอ็นซีบีไอ โปรตีน

ตระกูลอะโคนิเทส(อะโคนิเทตไฮดราเทส)
โครงสร้างของอะโคนิเทส[ 2 ]
ตัวระบุ
เครื่องหมาย	อะโคนิเทส
พีแฟม	PF00330
อินเตอร์โปร	IPR001030
โปรไซต์	PDOC00423
สโคป2	1aco / SCOPe / SUPFAM
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่: พีดีบี   IPR001030 PF00330 ( ECOD ; PDBsum )   อัลฟาโฟลด์ IPR001030 PF00330

อะโคนิเทส (อะโคนิเทตไฮดราเทส; EC 4.2.1.3 ) เป็นเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาการไอโซเมอไรเซชันแบบสเตอริโอเฉพาะ ของซิเตรตไปเป็นไอโซซิเตรตผ่านซิส - อะโคนิเทตในวัฏจักรกรดไตรคาร์บอกซิลิก ซึ่ง เป็นกระบวนการที่ไม่เกี่ยวข้อง กับ ปฏิกิริยารีดอก ซ์ ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

• 
  กรดซิตริก
• 
  กรดอะโคนิติก
• 
  กรดไอโซซิตริก

อะโคนิเทสมีโครงสร้างที่แตกต่างกันเล็กน้อยสองแบบ ขึ้นอยู่กับว่ามันถูกกระตุ้นหรือถูกยับยั้ง^{[ 6 ] [ 7 ]}ในรูปแบบที่ไม่ทำงาน โครงสร้างของมันถูกแบ่งออกเป็นสี่โดเมน^{[ 6 ]}นับจากปลายN-terminusมีเพียงสามโดเมนแรกเท่านั้นที่เกี่ยวข้องกับการโต้ตอบอย่างใกล้ชิดกับคลัสเตอร์ [3Fe-4S] แต่ไซต์ที่ทำงานประกอบด้วยสารตกค้างจากทั้งสี่โดเมน รวมถึงโดเมนC-terminal ที่ใหญ่กว่า ^{[ 6 ]}คลัสเตอร์ Fe-S และSO²⁻ ₄แอนไอออนยังอยู่ในไซต์ที่ใช้งานอยู่ด้วย^{[ 6 ]}เมื่อเอนไซม์ถูกกระตุ้น มันจะได้รับอะตอมเหล็กเพิ่มอีกหนึ่งอะตอม ทำให้เกิดคลัสเตอร์ [4Fe-4S] ^{[ 7 ] [ 8 ]}อย่างไรก็ตาม โครงสร้างของส่วนที่เหลือของเอนไซม์แทบจะไม่เปลี่ยนแปลง อะตอมที่อนุรักษ์ไว้ระหว่างสองรูปแบบนั้นอยู่ในตำแหน่งเดียวกันโดยพื้นฐาน ต่างกันไม่เกิน 0.1 อังสตรอม^{[ 7 ]}

ตรงกันข้ามกับโปรตีนเหล็ก-กำมะถัน ส่วนใหญ่ ที่ทำหน้าที่เป็นตัวนำอิเล็กตรอนกลุ่มเหล็ก-กำมะถันของอะโคนิเทสจะทำปฏิกิริยาโดยตรงกับสารตั้งต้นของเอนไซม์ อะโคนิเทสมีกลุ่ม [Fe ₄ S ₄ ] ²⁺ ที่ทำงานได้ ซึ่งอาจเปลี่ยนไปเป็นรูปแบบ [Fe ₃ S ₄ ] ^{+ ที่ไม่ทำงานได้ มีการแสดงให้เห็นว่ากรดอะมิโน} ซิสทีน (Cys) สามตัวเป็นลิแกนด์ของศูนย์กลาง [Fe ₄ S ₄ ] ในสถานะที่ทำงานได้ ไอออน เหล็ก ที่ไม่เสถียร ของกลุ่ม [Fe ₄ S ₄ ] จะไม่ถูกประสานโดยซิสทีน แต่จะถูกประสานโดยโมเลกุลของน้ำ

โปรตีนที่จับกับองค์ประกอบที่ตอบสนองต่อธาตุเหล็ก (IRE-BP) และ3-ไอโซโพรพิลมาเลตดี ไฮดราเทส (α-ไอโซโพรพิลมาเลตไอโซเมอเรส; EC 4.2.1.33 ) ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาขั้นตอนที่สองในการสังเคราะห์ลิวซีน เป็นที่ทราบกันว่าเป็นโฮโมล็อกของอะโคนิเทส องค์ประกอบควบคุมธาตุเหล็ก (IREs) ประกอบด้วยโครงสร้างก้าน และ ห่วง ที่ไม่เข้ารหัสขนาด 28 นิวคลีโอไทด์ซึ่งควบคุมการเก็บรักษาธาตุเหล็ก การสังเคราะห์ ฮีมและการดูดซึมธาตุเหล็ก นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับ การจับกับ ไรโบโซมและควบคุม การหมุนเวียน (การย่อยสลาย) ของ mRNAโปรตีนควบคุมเฉพาะ IRE-BP จะจับกับ IREs ทั้งในบริเวณ 5' และ 3' แต่เฉพาะกับ RNA ใน รูปแบบ อะโป (ไม่มีคลัสเตอร์ Fe–S) เท่านั้น การแสดงออกของ IRE-BP ในเซลล์เพาะเลี้ยงเผยให้เห็นว่าโปรตีนนี้ทำหน้าที่เป็นอะโคนิเทสที่ออกฤทธิ์เมื่อเซลล์มีธาตุเหล็กเพียงพอ หรือทำหน้าที่เป็นโปรตีนจับ RNA ที่ออกฤทธิ์ เมื่อเซลล์ขาดธาตุเหล็ก IRE-BP กลายพันธุ์ ซึ่งมีการแทนที่กรดอะมิโนซิสทีน (Cys) ทั้งสามตัวที่เกี่ยวข้องกับการสร้างพันธะ Fe–S ด้วยซีรีน (serine)จะไม่มีฤทธิ์เป็นอะโคนิเทส แต่ยังคงคุณสมบัติในการจับ RNA ไว้ได้

อะ โคนิเทสถูกยับยั้งโดยฟลูออโรอะซิเตตดังนั้นฟลูออโรอะซิเตตจึงเป็นพิษ ฟลูออโรอะซิเตตในวัฏจักรกรดซิตริกจะถูกเปลี่ยนเป็นฟลูออโรซิเตรตโดยซิเตรตซินเทส ฟลูออโรซิเตรตจะยับยั้งอะโคนิเทสแบบแข่งขัน ทำให้วัฏจักรกรดซิตริกหยุดชะงัก^{[ 9 ]}กลุ่มเหล็ก-กำมะถันมีความไวต่อการออกซิเดชันโดยซูเปอร์ออกไซด์สูง^{[ 10 ]}

อะโคนิเทสใช้กลไกการกำจัดน้ำและการเติมน้ำ^{[ 11 ]}หมู่เร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องคือ His-101 และ Ser-642 ^{[ 11 ]} His-101 โปรตอนหมู่ไฮดรอกซิลบน C3 ของซิเตรต ทำให้สามารถหลุดออกไปเป็นน้ำได้ และ Ser-642 ในเวลาเดียวกันจะดึงโปรตอนบน C2 ทำให้เกิดพันธะคู่ระหว่าง C2 และ C3 และก่อตัวเป็นสารตัวกลางที่เรียกว่าcis -aconitate ( หมู่คาร์บอกซิลสอง หมู่ บนพันธะคู่เป็นแบบ cis ) ^{[ 11 ] [ 14 ]}อะตอมคาร์บอนที่ไฮโดรเจนถูกกำจัดออกไปคืออะตอมที่มาจากออกซาโลอะซิเตตในขั้นตอนก่อนหน้าของวัฏจักรกรดซิตริก ไม่ใช่อะตอมที่มาจากอะซิทิล CoAแม้ว่าคาร์บอนทั้งสองนี้จะเทียบเท่ากัน ยกเว้นว่าอะตอมหนึ่งเป็น " pro -R" และอีกอะตอมหนึ่งเป็น " pro -S" (ดูProchirality ) ^{[ 15 ] : 393} ณ จุดนี้ ตัวกลางจะหมุน 180° ^{[ 11 ]}การหมุนนี้เรียกว่า "การพลิก" ^{[ 12 ]}เนื่องจากการพลิกนี้ ตัวกลางจึงกล่าวได้ว่าเคลื่อนจาก "โหมดซิเตรต" ไปเป็น "โหมดไอโซซิเตรต" ^{[ 16 ]}

วิธีการที่การพลิกกลับนี้เกิดขึ้นนั้นยังเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ ทฤษฎีหนึ่งกล่าวว่า ในขั้นตอนที่จำกัดอัตราของกลไก ซิส- อะโคไนเตตจะถูกปล่อยออกจากเอนไซม์ จากนั้นจึงยึดติดใหม่ในโหมดไอโซซิเตรตเพื่อทำให้ปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์^{[ 16 ]}ขั้นตอนที่จำกัดอัตรานี้ทำให้มั่นใจได้ว่าสเตอริโอเคมี ที่ถูกต้อง โดยเฉพาะ (2R,3S) จะเกิดขึ้นในผลิตภัณฑ์สุดท้าย^{[ 16 ] [ 17 ]}สมมติฐานอีกประการหนึ่งคือซิส -อะโคไนเตตยังคงจับอยู่กับเอนไซม์ในขณะที่มันพลิกจากโหมดซิเตรตไปเป็นโหมดไอโซซิเตรต^{[ 11 ]}

ไม่ว่าในกรณีใด การพลิกcis -aconitate จะทำให้ขั้นตอนการกำจัดน้ำและการเติมน้ำเกิดขึ้นบนด้านตรงข้ามของสารตัวกลาง^{[ 11 ]}อะโคนิเทสเร่งปฏิกิริยา การ กำจัด /การเติมน้ำแบบทรานส์ และการพลิกจะรับประกันว่าสเตอริโอเคมีที่ถูกต้องจะเกิดขึ้นในผลิตภัณฑ์^{[ 11 ] [ 12 ]}เพื่อให้ปฏิกิริยาเสร็จสมบูรณ์ หมู่เซรินและฮิสติดีนจะกลับการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาเดิม: ฮิสติดีนซึ่งตอนนี้เป็นเบส จะดึงโปรตอนจากน้ำ ทำให้พร้อมที่จะเป็นนิวคลีโอไฟล์เพื่อโจมตีที่ C2 และเซรินที่มีโปรตอนจะถูกกำจัดโปรตอนโดย พันธะคู่ cis -aconitate เพื่อให้การเติมน้ำเสร็จสมบูรณ์ ทำให้เกิดไอโซซิเตรต^{[ 11 ]}

อะโคนิเทสมีการแสดงออกในแบคทีเรียไปจนถึงมนุษย์ ในผลไม้ตระกูลส้มการลดลงของกิจกรรมของอะโคนิเทสในไมโทคอนเดรียมีแนวโน้มที่จะนำไปสู่การสะสมของกรดซิตริก ซึ่งจะถูกเก็บไว้ในแวคิวโอล [ ^{18 ] เมื่อ}ผลไม้สุก กรดซิตริกจะถูกส่งกลับไปยังไซโตโซล ซึ่งการเพิ่มขึ้นของกิจกรรมอะโคนิเทสในไซโตโซลจะช่วยลดระดับของกรดซิตริกในผลไม้^{[ 18 ]} มนุษย์มีการแสดงออกของ ไอโซเอนไซม์อะโคนิเทสสองชนิดดังต่อไปนี้:

คลิกที่ยีน โปรตีน และเมตาบอไลต์ด้านล่างเพื่อเชื่อมโยงไปยังบทความที่เกี่ยวข้อง^{[ § 1 ]}

[[ไฟล์:

]]

TCACycle_WP78 แก้ไข

1. ^แผนผังเส้นทางแบบโต้ตอบสามารถแก้ไขได้ที่ WikiPathways: "TCACycle_WP78 "

• อะโคนิเทส ใน หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
• Proteopedia Aconitase - โครงสร้างของ Aconitase ในรูปแบบ 3 มิติแบบโต้ตอบได้