Malat dehidrogenază
Malat dehidrogenază ( MDH ) este o oxidoreductaza a ciclului Krebs care catalizează reacția :
|
+ NAD + NADH + H + + |
|
| L -Malat | Oxaloacetat |
Această enzimă este implicată în mai multe căi metabolice majore, inclusiv în ciclul Krebs .
Malat dehidrogenază| CE nr. | CE |
|---|---|
| numar CAS |
| IUBMB | Intrare IUBMB |
|---|---|
| IntEnz | Vizualizare IntEnz |
| BRENDA | Intrarea BRENDA |
| KEGG | Intrare KEGG |
| MetaCyc | Calea metabolică |
| PRIAM | Profil |
| PDB | Structuri |
| MERGE | AmiGO / EGO |
Izoforme
De procariotele au o singură formă, dar toate eucariotele au cel puțin două izoforme , una în citosol și altul în matricea mitocondrială . De fungi și plante au de asemenea o formă specifică pentru glyoxisome , care este implicată în ciclul glioxilat . Plantele au a patra formă specifică cloroplastelor și la NADP + , malatul dehidrogenază NADP + ( EC ) , care este implicată în ciclul Calvin , fixarea carbonului în C 4și metabolismul acidului crassulaceu .
În cele din urmă, archaea posedă o malat dehidrogenază strâns legată de lactatul dehidrogenază .
Biochimie
Malat dehidrogenază are loc mai întâi în ciclul Krebs , unde oxid L -malat în oxaloacetat . Acesta din urmă poate fi la rândul său condensat cu acetil-CoA prin citrat sintază pentru a iniția o nouă rundă a ciclului Krebs.
Este, de asemenea, implicat în gluconeogeneză , în formele sale mitocondriale și citosolice . Piruvatul poate fi într - adevăr convertit la oxaloacetat de carboxilaza piruvatului , care este redus prin L -malat de malat dehidrogenază mitocondriale în timp ce rulează în direcția opusă a ciclului Krebs: -malat poate lasa mitocondrie pentru a ajunge la citosol și fiind acolo din nou oxidat la oxaloacetat de malat dehidrogenază citosolică. Oxaloacetatul este apoi convertit la fosfoenolpiruvat de carboxykinase fosfoenolpiruvat (PEPCK).
Forma mitocondrială este implicată și în naveta malat-aspartat , esențială pentru respirația celulară .
Structura și mecanismul catalitic
Malatul dehidrogenază apare la majoritatea ființelor vii ca o proteină homodimerică strâns legată în structură de lactatul dehidrogenază . Este o moleculă mare ale cărei subunități au o masă de 30 până la 35 kDa . Secvența peptidică a acestor enzime tinde să arate că ei au scindat in doua filogenetici grupe : mitocondriale izoenzime pe de o parte, și citoplasmice și chloroplastic izoenzime pe de altă parte. Aceste observații susțin teoria endosimbiotică conform căreia mitocondriile și cloroplastele s-au dezvoltat în interiorul celulelor eucariote din procariote ancestrale. În plus, secvența peptidică a malatului dehidrogenază a arheelor este similară cu cea a lactatului dehidrogenază ca cea a malatului dehidrogenază din alte organisme, care ilustrează o relație între lactatul dehidrogenază și malatul dehidrogenază.
Fiecare subunitate a dimerilor de malat dehidrogenază are două domenii distincte care variază în structură și funcționalitate. Fiecare domeniu adoptă o structură paralelă de foi β , cu patru foi β și o α-helix cuprinzând situsul de legare NAD + central . Subunitățile sunt legate între ele prin numeroase legături de hidrogen și interacțiuni hidrofobe.
Situl activ al malatului dehidrogenază este o cavitate hidrofobă inclusă în proteină în care există situsuri de legare specifice la substrat și la coenzima sa , NAD + . În starea activă, enzima suferă o schimbare conformațională care cuprinde substratul pentru a minimiza expunerea sa la solvent și a poziționat aproape de substrat reziduurile cheilor catalitice ale aminoacizilor . Cele trei reziduuri, care cuprind o triadă catalitică, sunt pe de o parte His195 și Asp168 , care acționează atât ca un sistem de transfer de protoni, cât și reziduurile Arg102 , Arg109 și Arg171 , care leagă substratul. Studiile cinetice au arătat că activitatea enzimatică a malatului dehidrogenazei este secvențiată: NAD + / NADH este legat înaintea substratului.
Note și referințe
- Valorile pentru masa și numărul de resturi indicate aici sunt cele ale precursorului de proteină care rezultă din traducerea a genei , inainte de modificări post-translaționale și pot diferi în mod semnificativ de valorile corespunzătoare pentru proteina funcțională.
- (în) P. Minárik N. Tomášková, M. și M. Kollárová Antalík , " malat dehidrogenază - structură și funcție " , Fiziologie generală și biofizică , vol. 21, n o 3, Septembrie 2002, p. 257-265 ( PMID 12537350 , citiți online )
- (în) RA Musrati M. Kollárová, N. și D. Mernik Mikulášová , " malat dehidrogenază: distribuție, funcție și proprietăți " , Fiziologie generală și biofizică , vol. 17, n o 3, Septembrie 1998, p. 193-210 ( PMID 9834842 , citiți online )
- (în) Lee McAlister-Henn , „ Relații evolutive între malatul dehidrogenază ” , Tendințe în științe biochimice , vol. 13, nr . 5, Mai 1988, p. 178-181 ( PMID 3076279 , DOI 10.1016 / 0968-0004 (88) 90146-6 , citiți online )
- (în) Fabrice Ash Lad, Jadwiga Chroboczek Giuseppe Zaccai, Henryk Eisenberg și Moshe Mevarech , " Clonarea, secvențierea și expresia în Escherichia coli a genei care codifică malatul dehidrogenază al arhaebacteriului extrem de halofil Haloarcula marismortui " , Biochimie , vol. 32, nr . 16, 27 aprilie 1993, p. 4308-4313 ( PMID 8476859 , DOI 10.1021 / bi00067a020 , citiți online )
- (în) Michael D. Hall, David G. Levitt și Leonard J. Banaszak , " Structura cristalină a Escherichia coli malat dehidrogenazei: Un complex al apoenzimei și citratului la rezoluția 1 · 87 Å " , Journal of Molecular Biology , vol. 226, nr . 3, 5 august 1992, p. 867-882 ( PMID 1507230 , DOI 10.1016 / 0022-2836 (92) 90637-Y , citiți online )
- (în) Victor S. Lamzin Zbigniew Dauter și Keith S. Wilson , " Deshidrogenarea prin geamul de sticlă " , Nature Structural Biology , Vol. 1, n o 5, Mai 1994, p. 281-282 ( PMID 7664032 , DOI 10.1038 / nsb0594-281 , citiți online )
- (in) Thomas B. Shows, Verne Chapman și Frank H. Ruddle , " mitocondrială malat dehidrogenaza și enzimă malic: mendeliană moștenit variante electroforetice la șoarece " , Biochemical Genetica , vol. 4, n o 6, Decembrie 1970, p. 707-718 ( PMID 5496232 , DOI 10.1007 / BF00486384 , citiți online )