5-Enolpiruvilshikimate-3-fosfat sintază

3-Fosfosicimat 1-carboxinviniltransferaza Descrierea acestei imagini, comentată și mai jos E. coli EPSP sintază ( PDB  2PQ9 ) Date esentiale
Nr. CE CE 2.5.1.19
numar CAS 9068-73-9
Activitatea enzimatică
IUBMB Intrare IUBMB
IntEnz Vizualizare IntEnz
BRENDA Intrarea BRENDA
KEGG Intrare KEGG
MetaCyc Calea metabolică
PRIAM Profil
PDB Structuri
MERGE AmiGO / EGO

EPSP sintetaza ( EPSPS ), de asemenea , cunoscut sub numele de sintaza 5-enolpiruvilshikimat-3-fosfat , este o transferaza care catalizează reacția  :

fosfoenolpiruvat + 3-fosfosicimat  fosfat + 5- O - (1-carboxinvinil) -3-fosfosicimat ( EPSP ) 

Această enzimă este prezentă în bacterii , ciuperci , protiști și plante , unde este implicată în etapa a șasea a căii shikimate care realizează biosinteza a trei aminoacizi aromatici  : fenilalanină , tirozină și triptofan . În măsura în care această cale metabolică este absentă la animale , enzimele care o constituie sunt ținte privilegiate pentru dezvoltarea antibioticelor , paraziților și erbicidelor care nu sunt toxice pentru oameni  ; EPSP sintaza este astfel ținta glifosatului , principiul activ al Roundup , un erbicid distribuit de compania Monsanto .

Structura și apariția naturală

EPSP sintaza este un monomer cu o greutate moleculară de aproximativ 46  kDa . Este alcătuit din două domenii legate de fire peptidice. Aceste fire acționează ca o balama, permițând celor două zone să se unească. Când un substrat se leagă de enzimă, legarea de ligand face ca cele două părți ale enzimei să se prindă în jurul substratului în situsul activ.

EPSP sintaze au fost clasificate în două grupe pe baza sensibilității lor la glifosat . Enzimele de clasa I, găsite în plante și unele bacterii, sunt inhibate la concentrații micromolare mici de glifosat, în timp ce enzimele de clasa II, găsite în alte bacterii, sunt rezistente la inhibarea glifosatului.

EPSPS vine la a șasea etapă a drumului shikimate . Acesta este absent din de mamifere genomului , dar poate fi prezentă în microbiota intestinală a unor animale .

Inhibarea glifosatului

EPSP sintază este ținta biologică a glifosatului , un dezinfectant total dezvoltat de compania Monsanto și distribuit sub denumirea comercială de Roundup . Glifosatul acționează ca un inhibitor competitiv al EPSPS prin legarea strâns la EPSP- 3-phosphoshikimate , care , la rândul său , împiedică fosfoenolpiruvat de la legarea la situsul activ , având ca rezultat blocarea enzimei, și toate. Shikimat cale  : lipsit de aroma aminoacizii , plantele expuse la glifosat nu își mai pot sintetiza proteinele și, în cele din urmă, mor.

Echipele Monsanto au identificat o tulpină de bacterii din genul Agrobacterium , numită CP4, care rămâne viabilă în prezența glifosatului și au putut dezvolta plante modificate genetic prevăzute cu gena CP4 EPSPS , adică exprimând forma D. EPSP sintază rezistentă la glifosat.

Note și referințe

  1. (în) Ernest G. Jaworski , „  Mode of Action of N-phosphonomethylglycine. Inhibiția biosintezei aminoacizilor aromatici  ” , Journal of Agricultural and Food Chemistry , vol.  20, n o  6, Noiembrie 1972, p.  1195-1198 ( DOI  10.1021 / jf60184a057 , citiți online )
  2. (în) Peter Goldsbrough și colab. , „  Amplificarea genei în celulele de tutun tolerante la glifosat.  » , Știința plantelor , vol.  72, nr .  1,1990, p.  53-62 ( DOI  10.1016 / 0168-9452 (90) 90186-r , citiți online ).
  3. (în) Abdel-Meguid SS WW Smith, GS Bild, "  Cristalizarea 5-enolpiruvilshikimatei 3-fosfat sintază din Escherichia coli  " , Journal of Molecular Biology , vol.  186, n o  3, Desembre 1985 p.  673 ( PMID  3912512 , DOI  10.1016 / 0022-2836 (85) 90140-8 ).
  4. (în) Ream I, Steinrücken HC Porter CA, JA Sikorski, "  Purificarea și proprietățile 5-enolpyruvylshikimate-3-fosfat sintază din răsadurile întunecate ale sorgului bicolor  " , Plant Physiology , Vol.  87, n o  1,Mai 1988, p.  232–8 ( PMID  16666109 , PMCID  1054731 , DOI  10.1104 / pp.87.1.232 ).
  5. (en) Loredano Pollegioni, Ernst Schonbrunn și Daniel Siehl , „  Bazele moleculare ale rezistenței la glifosat: abordări diferite prin ingineria proteinelor  ” , The FEBS Journal , vol.  278, nr .  16, august 2011, p.  2753-2766 ( PMID  21668647 , PMCID  3145815 , DOI  10.1111 / j.1742-4658.2011.08214.x , citiți online )
  6. (în) Todd Funke, Huijong Han, Martha L. Healy-Fried, Markus Fischer și Ernst Schonbrunn , „  Bază moleculară pentru rezistența la erbicide a culturilor Roundup Ready  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences din Statele Unite ale Americii , zbor.  103, nr .  35, 29 august 2006, p.  13010-13015 ( PMID  16916934 , PMCID  1559744 , DOI  10.1073 / pnas.0603638103 , JSTOR  30050705 , citiți online )
  7. (în) Hiroshi Maeda și Natalia Dudareva , „  The Pathway Shikimate and Aromatic Amino Acid Biosynesis in Plants  ” , Revista anuală a biologiei plantelor , vol.  63, Iunie 2012, p.  73-105 ( PMID  22554242 , DOI  10.1146 / annurev-arplant-042811-105439 , citiți online )
  8. (în) Antonio L. Cerdeira și Stephen O. Duke , „  Starea actuală și impactul asupra mediului al culturilor rezistente la glifosat: o revizuire  ” , Journal of Environmental Quality , Vol.  35, nr .  5, 9 august 2006, p.  1633-1658 ( PMID  16899736 , DOI  10.2134 / jeq2005.0378 , citiți online )
  9. (în) Ernst Schönbrunn, Susanne Eschenburg, Wendy A. Shuttleworth, John V. Schloss Nikolaus Amrhein, Jeremy NS Evans și Wolfgang Kabsch , „  Interacțiunea erbicidului glifosat cu enzima țintă 5-enolpiruvilschimat 3-fosfat sintază în detaliu atomic  ” , Proceedings of the National Academy of Sciences din Statele Unite ale Americii , vol.  98, nr .  4, 13 februarie 2001, p.  1376-1380 ( PMID  11171958 , PMCID  29264 , DOI  10.1073 / pnas.98.4.1376 , Bibcode  2001PNAS ... 98.1376S , citiți online )
  10. (în) Jerry Green și domnul Micheal DK Owen , "  Culturi rezistente la erbicide: utilități și restricții pentru gestionarea buruienilor rezistente la erbicide  " , Journal of Agricultural and Food Chemistry , Vol.  59, nr .  11, 8 iunie 2011, p.  5819-5829 ( PMID  20586458 , PMCID  3105486 , DOI  10.1021 / jf101286h , citiți online )