Кіріспе

Ферменттер класы Бұл ферментті 1, 3 бисфосфоглицераттың 2, 3 бисфосфоглицератқа айналуын катализациялайтын бисфосфоглицерат мутазасымен шатастыруға болмайды. Фосфоглицерат мутазасы (PGM) - гликолиздің 8-қадамында фосфат тобын C3-тен C2-ге ішкі көшіруді катализдейтін кез келген фермент, нәтижесінде 2,3 бисфосфоглицерат аралық арқылы 3 фосфоглицерат (3PG) 2 фосфоглицератқа (2PG) айналады. Бұл ферменттер кофакторларға тәуелді (dPGM) немесе кофакторларға тәуелсіз (iPGM) екі түрлі сыныпқа бөлінеді. dPGM ферменті шамамен 250 амин қышқылынан тұрады және барлық омыртқалыларда, сондай-ақ кейбір омыртқасыздарда, саңырауқұлақтарда және бактерияларда кездеседі. iPGM класы барлық өсімдіктер мен балдырларда, сондай-ақ кейбір омыртқасыздарда, саңырауқұлақтарда және грам оң бактерияларда кездеседі. Бұл PGM ферменттер класы сілтілік фосфатазалармен бірдей суперотбасымен бөліседі.

Механизм

PGM - изомераза ферменті, фосфат тобын (PO43−) 3 фосфоглицераттың С 3 көміртегінен 2 фосфоглицератты құрайтын С 2 көміртегіне тиімді түрде ауыстырады. Жалпы алғанда dPGM үш реакцияны катализациялай алады: 3PG-нің 2PG-ге және керісінше айналуына әкелетін мутазалық реакция, 2,3-бифосфоглицераттан фосфоглицератты құрайтын фосфатазалық реакция және 1,3-бифосфоглицераттан 2,3-бифосфоглицератты құрайтын синтезалық реакция. Кинетикалық және құрылымдық зерттеулер dPGM және бисфосфоглицерат мутазаның параллогиялық құрылымдар екеніне дәлел келтірді. Катализацияланған мутазалық реакция екі бөлек фосфорил топтарын қамтиды және 2-карбонның соңғы фосфаты 3-карбоннан алынған фосфат емес. Кофакторға тәуелді ферменттің бастапқы күйінде белсенді сайтта белгілі бір гистидин қалдықтарын фосфорилдеу арқылы қалыптасқан фосфогистидин кешені болады. Фосфоглицерат активті орынға кіргенде, фосфогистидин кешені ферменттен C 2 субстратқа фосфаттың ауысуын жеңілдету үшін орналасады, 2, 3 бисфофоглицерат аралықты жасайды. Гистидин ферментінің дефосфорилирленуі фермент конфигурациясының жергілікті аллостерикалық өзгеруін іске асырады, ол енді 3 С фосфат топтарын субстраттар мен ферменттің белсенді орны гистидинмен сәйкестендіреді және фосфаттың ферментті бастапқы фосфорилендірілген күйіне қайтарып, 2- фосфоглицератты босатуын жеңілдетеді. 2,3 бисфосфоглицерат dPGM кофакторы ретінде қажет. Ал iPGM класы 2,3 бифосфоглицераттан тәуелсіз және фосфосферин аралық түрін қолдана отырып, монофосфоглицераттардағы фосфат тобының молекулааралық ауысуын катализациялайды.

Реттеу

Фосфоглицерат мутазаның аздаған оң Гиббс еркін энергиясы бар және бұл реакция екі бағытта да оңай жүреді. Бұл кері болатын реакция болғандықтан, онда гликолиттік жолдың негізгі реттеу механизмдері немесе реттеу схемалары жоқ. Анионды молекулалар, мысалы ванадат, ацетат, хлорид ионы, фосфат, 2 фосфогликолат және N [трис ((гидроксиметил) метил 2 амино]этаносульфонат dPGM мутаза белсенділігінің ингибиторлары болып табылады. Зерттеулер dPGM- нің иондық концентрациядағы өзгерістерге сезімтал екенін көрсетті, онда тұздардың концентрациясының артуы ферменттің фосфатаза белсенділігін белсендіреді, сонымен бірге оның мутаза белсенділігін тежейді. Кейбір тұздар, мысалы KCl, фосфоглицерат және мутаза белсенділігі бойынша бәсекелестік ингибиторлар болып табылады. Фосфат пен 2- фосфогликолат 2- фосфоглицерат және 2, 3- бисфоглицерат субстраттарына қатысты мутаза белсенділігінің бәсекелестік ингибиторлары болып табылады.

Клиникалық маңызы

Адамда бұл ферментті кодтайтын PGAM2 гені 7- хромосоманың қысқа бұрышында орналасқан. Фосфоглицерат мутазасының жетіспеушілігі гликогенді сақтау ауруының Х түріне, аурудың аз кездесетін аутосомалық рецессивті генетикалық бұзылуына әкеледі, оның симптомдары жеңілден орташаға дейін жетеді; өмірге қауіп төндірмейтін және өмір салтын өзгерту арқылы емдеуге болады. Бұл метаболикалық миопатия ретінде көрінеді және бұл əлгіде бұлшықет дистрофиясы деп аталатын синдромдардың көптеген түрлерінің бірі. PGAM1 тапшылығы бауырға әсер етеді, ал PGAM2 тапшылығы бұлшық еттерге әсер етеді. Бұл аурудың басталуы балалық шақтан ерте жасқа дейінгі кезеңде байқалады, бірақ кейбір адамдар бұл аурудың аздап әсерін көргенін білмейді. PGAM тапшылығы бар науқастарда, әдетте, миалгия, крамп, бұлшықет некрозы және миоглобинурияны тудыруы мүмкін қысқа, ауыр күш-жігерді қолданудан басқа симптомдар байқалмайды. PGAM тапшылығының ерекше патологиялық белгісі - түтікшелік агрегаттармен байланысы. Симптомдары: физикалық күш-жігерге төзбеушілік, бұлшықеттердегі қимыл-қозғалыс және бұлшықет аурулары. Тұрақты әлсіздік сирек кездеседі. Аурудың дамуы жоқ және болжамы өте жақсы.