Struktur, Fungsi, Borang Hexoquinase

The Hexoquinase (HK) adalah enzim yang memangkinkan tindak balas pertama laluan glikolitik hampir dalam semua organisma hidup, baik dalam prokariot dan dalam eukariota. Ia bertanggungjawab untuk pemindahan kumpulan fosforil ke arah glukosa, menghasilkan glukosa-6p, walaupun ia juga boleh memfosforasikan gula heksous lain (daripada 6 atom karbon).

Enzim ini diklasifikasikan dalam salah satu daripada dua keluarga enzim glukosa -kinase (enzim yang memindahkan kumpulan fosforil kepada substrat seperti glukosa): keluarga hexoquinase (HK), yang anggotanya dibahagikan kepada tiga kumpulan yang dikenali sebagai kumpulan HK, Kumpulan A dan Kumpulan B.

Reaksi yang dikatalisis oleh enzim hexoquinase (Sumber: JMUN7616 [Domain Awam] melalui Wikimedia Commons)

Enzim -enzim yang dimiliki oleh keluarga HK dicirikan oleh fosforilasi glukosa dengan mengorbankan ATP sebagai molekul penderma kumpulan fosforil, dan ahli -ahli yang sama berbeza antara satu sama lain terutamanya berkenaan dengan berat molekul mereka dan kekhususan substrat mereka.

Kumpulan HK milik enzim organisma eukariotik (ATP: D-hexose 6-fosfotransferases), sementara itu kumpulan A diwakili oleh enzim bakteria gram-negatif, cyanobacteria, amithocondried dan protik tripanosomatid, dan kumpulan B dalam -bakteria Bakteria dan Creanarqueotas Positif.

Enzim-enzim kumpulan A dan B juga dikenali sebagai glycoquinase (GLCKs), kerana mereka mampu fosforilasi glukosa eksklusif, sebab itulah enzim ini dipanggil ATP: D-glukosa 6-fosfotransferase.

Oleh kerana enzim glikolitik, heksokinase mempunyai kepentingan metabolik yang hebat, kerana tanpa laluan penting ini tidak mungkin dan sel -sel yang sangat bergantung kepada penggunaan karbohidrat seperti, contohnya, otak dan otot dari banyak mamalia, akan mempunyai kesan fungsional dan fisiologi yang serius Secara umum.

[TOC]

Struktur

Seperti yang akan dilihat kemudian, dalam mamalia dan vertebrata lain (serta dalam organisma uniselular seperti ragi) terdapat pelbagai jenis enzim hexoquinase. Dalam mamalia empat telah diterangkan: isoforms I, II, III dan IV.

Boleh melayani anda: aloi ferus: ciri, jenis, contoh

Tiga isoenzim pertama mempunyai berat molekul 100 kDa, tetapi isoenzyme IV mempunyai 50 kDa. Isoenzim ini (terutamanya I-III) mempamerkan persamaan urutan yang tinggi di antara mereka berkenaan dengan hujung C- dan N-terminal mereka, serta ahli keluarga hexoquinase yang lain.

Domain N-terminal enzim ini dianggap sebagai domain "pengawal selia", manakala aktiviti pemangkin dijalankan oleh domain C-terminal (HK II mamalia mempunyai tapak aktif di kedua-dua domain).

Domain N-terminal dikaitkan dengan domain C-terminal melalui kipas alfa, masing-masing mempunyai berat molekul kira-kira 50 kDa dan mempunyai persimpangan untuk glukosa.

Model pelarasan yang disebabkan oleh enzim heksoquinase (berkenaan dengan dua substratnya: ATP dan glukosa) (Sumber: Thomas Shafee [CC oleh 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by/4.0)] melalui Wikimedia Commons)

Struktur tertiari enzim-enzim ini pada dasarnya terdiri daripada lembaran yang diletakkan β yang dicampur dengan kipas alfa, yang perkadarannya bervariasi dengan enzim dan spesies yang dipersoalkan; Tapak Kesatuan untuk ATP, substrat hexoquinase yang lain, biasanya terdiri daripada lima lembaran β dan dua kipas alfa.

Fungsi

Hexoquinase mempunyai fungsi transendental dalam metabolisme karbohidrat dari kebanyakan makhluk hidup, sejak memangkinkan langkah pertama laluan glikolitik, mengantara fosforilasi glukosa di dalamnya.

Langkah pertama glikolisis ini, yang terdiri daripada pemindahan kumpulan fosforil dari ATP (penderma) kepada glukosa, memberikan 6-fosfat dan glukosa ADP, adalah yang pertama dari dua langkah pelaburan tenaga dalam bentuk ATP.

Di samping itu, tindak balas yang dipangkin oleh hexoquinase adalah laluan "pengaktifan" glukosa untuk pemprosesan berikutnya dan mewakili langkah "komitmen", kerana glukosa sehingga fosforilasi tidak dapat meninggalkan sel melalui pengangkut konvensional dalam plasma membran.

Boleh melayani anda: Campuran heterogen

Produk tindak balas yang dikatalisis oleh hexoquinase, iaitu, glukosa 6-fosfat, adalah titik cawangan, kerana ia adalah substrat pertama yang digunakan pada laluan pentos fosfat dan dalam sintesis glikogen dalam banyak haiwan (dan dari kanji pada tumbuhan).

Dalam tumbuhan

Fungsi hexoquinase dalam tumbuh -tumbuhan tidak begitu berbeza dari haiwan atau mikroorganisma, bagaimanapun, di atas tumbuhan enzim ini juga berfungsi sebagai "sensor" kepekatan gula.

Kepentingan fungsi ini dalam organisma ini berkaitan dengan penyertaan gula sebagai faktor peraturan dalam ekspresi gen yang terlibat dalam proses metabolik yang berbeza seperti:

- Fotosintesis

- Kitaran glioxylate

- Pernafasan

- Degradasi atau sintesis kanji dan sukrosa

- Metabolisme nitrogen

- Pertahanan terhadap patogen

- Peraturan kitaran sel

- Tindak balas penyembuhan

- Pygmentation

- Senescence, antara lain.

Fungsi hexoquinase ini sebagai "sensor" jumlah glukosa intrasel juga telah diterangkan untuk ragi dan mamalia.

Bentuk

Secara semula jadi terdapat pelbagai bentuk hexoquinase dan ini bergantung pada asasnya pada spesies yang dianggap.

Pada manusia dan haiwan vertebrata yang lain, contohnya, kewujudan 4 isoforms yang berbeza dari enzim heksoquinase dalam petak sitosolik telah ditunjukkan, yang mana ia telah dilambangkan dengan nombor Rom I, II, III dan IV.

Isoenzim, II dan III adalah berat molekul 100 kDa, dihalang oleh produk tindak balas mereka (glukosa 6-fosfat) dan sangat berkaitan dengan glukosa, iaitu, mereka mempunyai pemalar km yang sangat rendah. Walau bagaimanapun, enzim -enzim ini mempunyai sedikit kekhususan substrat, dapat memfosforasikan hexosas lain seperti fruktosa dan tangan.

Boleh melayani anda: asid: ciri dan contoh

Isoenzyme IV, yang juga dikenali sebagai Glycoquinase (GLCK), hanya mempunyai 50 kda berat molekul dan, walaupun sedikit berkaitan (nilai km tinggi), mempunyai kekhususan yang tinggi oleh glukosa sebagai substrat dan tidak tertakluk kepada mereka mekanisme peraturan yang lain Tiga isoenzim.

Glucoquinase (isoenzyme IV dari hexoquinase dari banyak mamalia) terutamanya ditemui di hati dan membantu organ ini dalam "pelarasan" kelajuan penggunaan glukosa sebagai tindak balas kepada variasi substrat ini dalam darah yang beredar.

Tiga gen yang menyandarkan hexoquinases I, II dan III pada haiwan kelihatan III hanya tinggal di akhir C-terminal.

Rujukan

1. Aronoff, s. L., Berkowitz, k., Shreiner, b., & Mahu, l. (2004). Metabolisme dan Peraturan Glukosa: Beyond Insulin dan Glucagon. Diabetes spektrum, 17(3), 183-190.
2. Harrington, g. N., & Bush, D. R. (2003). Peranan heksokinase bifuncional dalam metabolisme dan isyarat glukosa. Sel tumbuhan, lima belas(11), 2493-2496.
3. Jang, j. C., León, ms., Zhou, l., & Sheen, J. (1997). Hexokinase mengenai sensor gula di tumbuh -tumbuhan yang lebih tinggi. Sel tumbuhan, 9(1), 5-19.
4. Kawai, s., Mukai, t., Mori, s., Mikami, b., & Murata, k. (2005). Hipotesis: Struktur, evolusi, dan nenek moyang kinase glukosa dalam keluarga heksokinase. Jurnal Biosains dan Bioengineering, 99(4), 320-330.
5. Mathews, k. Dan. (1998). Van Holde. Biokimia.
6. Wilson, J. Dan. (2003). Isozim heksokinase mamalia: struktur, penyetempatan subselular dan fungsi metabolik. Jurnal Biologi Eksperimen, 206(12), 2049-2057.