Кіріспе
Бактериялық метаболистік жолдың PEP (фосфоенол пируват) топтық транслокациясы, сондай-ақ фосфотрансфераза жүйесі немесе PTS, бактериялардың қанттарды сіңіруі үшін қолданатын ерекше әдіс болып табылады, онда энергия көзі фосфоенол пируват (PEP) есебінен пайда болады. Бұл плазмалық мембрана ферменттері мен цитоплазмадағы ферменттерді әрқашан қамтитын көпкомпонентті жүйе екені белгілі. PTS жүйесі белсенді тасымалдау механизмін қолданады. Мембрана арқылы транслокациядан кейін тасымалданатын метаболиттер модификацияланады. ПТС жүйесін 1964 жылы Саул Розман ашқан. Бактериялық фосфоенолпируват: қант фосфотрансфераза жүйесі (PTS) өз қант субстраттарын бір энергиялық байланысқан қадамда тасымалдап және фосфорлап өзгертеді. Бұл тасымалдау процесі бірнеше цитоплазмалық фосфор беру ақуыздары – I (I), HPr, IIA (IIA) және IIB (IIB) ферменттері, сондай-ақ интегралды мембраналық қант пермеазасы (IIC) арқылы жүзеге асырылады. PTS Enzyme II кешендері 4 PTS Enzyme II кешенінің суперавтобилерінен пайда болады, оларға (1) Глюкоза (Glc), (2) Манноза (Man), (3) Аскорбат Галактитол (Asc Gat) және (4) Дигидроксиацетон (DHA) суперавтобилері кіреді.
PEP (phosphoenol pyruvate) group translocation, also known as the phosphotransferase system or PTS, is a distinct method used by bacteria for sugar uptake where the source of energy is from phosphoenolpyruvate (PEP). It is known to be a multicomponent system that always involves enzymes of the plasma membrane and those in the cytoplasm. The PTS system uses active transport. After the translocation across the membrane, the metabolites transported are modified. The PTS system was discovered by Saul Roseman in 1964. The bacterial phosphoenolpyruvate:sugar phosphotransferase system (PTS) transports and phosphorylates its sugar substrates in a single energy coupled step. This transport process is dependent on several cytoplasmic phosphoryl transfer proteins Enzyme I (I), HPr, Enzyme IIA (IIA), and Enzyme IIB (IIB)) as well as the integral membrane sugar permease (IIC). The PTS Enzyme II complexes are derived from independently evolving 4 PTS Enzyme II complex superfamilies, that include the (1) Glucose (Glc), (2) Mannose (Man), (3) Ascorbate Galactitol (Asc Gat) and (4) Dihydroxyacetone (DHA) superfamilies.
Өзіндік ерекшелігі
Фосфотрансфераза жүйесі бактерияларға көптеген қанттарды, оның ішінде глюкоза, манноза, фруктоза және целлобиозаны тасымалдауға қатысады. PTS қанттары бактериялық топтар арасында әр түрлі болып келеді, бұл әр топтың эволюциялаған ортасындағы ең қолайлы көміртек көздерін көрсетеді. Escherichia coli-де 21 түрлі тасымалдаушы (яғни IIC ақуыздары, кейде IIA және/немесе IIB ақуыздарымен біріктірілген, суретті қараңыз) бар, олар импорттың таңдаулылығын анықтайды. Олардың 7-сі фруктоза (Fru) тұқымдасына, 7-сі глюкоза (Glc) тұқымдасына, ал 7-сі басқа PTS пермеаза тұқымдасына жатады.
Механизм
PEP-дегі фосфорил тобы бірнеше белок арқылы импортталған қантқа беріледі. Фосфорил тобы фермент Е I (EI), гистидин ақуызына (HPr, жылуға төзімді ақуыз) және фермент Е II (EII) консервацияланған гистидин қалдықтарына беріледі, ал фермент Е II B (EIIB) -де фосфорил тобы көбінесе цистеин қалдықтарына, сирек жағдайда гистидинге беріледі. Ішек бактерияларына тән глюкозаның ПТС тасымалдау процесінде PEP өзінің фосфорилін EI-дегі гистидин қалдығына ауыстырады. EI өз кезегінде фосфатты HPr-ге береді. HPr-ден фосфорил EIIA-ға беріледі. EIIA глюкозаға тән және ол фосфорил тобын мембранаға жақын EIIB-ге көшіреді. Соңында, EIIB глюкозаны II C (EIIC) трансмембраналық ферменті арқылы плазмалық мембранадан өтетін кезде глюкоза-6-фосфатқа айналдырады. HPr-ден кейінгі ақуыздар әртүрлі қанттар арасында өзгереді. Мембраналық тасымалдаушы арқылы импортталғаннан кейін субстратқа фосфат тобының берілуі тасымалдаушының субстратты қайта тануына кедерес келтіреді, осылайша концентрация градиенті сақталады, бұл тасымалдаушы арқылы субстраттың одан әрі импортталуына жағдай жасайды.
Өзіндік ерекшелігі
Көптеген бактерияларда әрқайсысы белгілі бір қантқа (глюкоза, маннит, манноза және лактоза/хитобиоза) арналған төрт түрлі IIA, IIB және IIC ақуыздар жиынтығы болады. Жағдайды одан да күрделендіре түсетіні, IIA IIB-мен бірігіп, 2 домені бар бір ақуызды құрай алады, немесе IIB IIC-мен (тасымалдаушымен) бірігіп, де сондай 2 доменді құрай алады.