Enoláza

je enzym, který katalyzuje reakci glykolýzy. Glykolýza přeměňuje glukózu na dvě tříuhlíkaté molekuly zvané pyruvát. Energie uvolněná při glykolýze se využívá k tvorbě ATP. Enoláza slouží k přeměně 2-fosfoglycerátu (2PG) na fosfoenolpyruvát (PEP) v 9. reakci glykolýzy: jde o vratnou dehydratační reakci. Enoláza je hojně exprimována ve většině buněk a osvědčila se jako model pro studium mechanismů účinku enzymů a strukturní analýzu . Stejně jako u níže uvedené reakce musí být u enolázy pro aktivaci nebo deaktivaci enzymu přítomen kationt dvojmocného kovu. Nejvhodnějším kofaktorem je Mg2+, ale lze jich použít mnoho, včetně Zn2+, Mn2+ a Co2+. Kovový iont funguje tak, že se naváže na enzym v aktivním místě a vyvolá konformační změnu. To umožňuje, aby se substrát (2-PGA) navázal na aktivní místo enolázy. Jakmile se tak stane, přichází druhý kovový iont, který se váže na enzym a aktivuje katalytickou schopnost enolázy. Viz Enzymy glykolýzy. Zarovnání sekvencí viz Enolase multiple sequence alignment.

• 1 Struktura
• 2 Mechanismus
• 3 Kinetika
• 4 Regulace
• 5 Ostatní zajímavé informace
• 6 3D struktury enolázy

Struktura

Enolázy obsahuje jak alfa šroubovice, tak beta listy. Beta listy jsou převážně rovnoběžné. Jak ukazuje obrázek, enoláza má přibližně 36 alfa šroubovic a 22 beta listů (18 alfa šroubovic a 11 beta listů na doménu). Enoláza se skládá ze dvou domén.

Structural Clasification of Proteins (SCOP)

Enoláza patří do třídy alfa a beta proteinů a má složení TIM beta/alfa-barrel. Pochází ze superrodiny na enolase C-terminal domain-like a patří do rodiny enolase.

Mechanismus

Na enolase, jak je uvedeno, se podílejí Lys 345, Lys 396, Glu 168, Glu 211 a His 159. Mechanismus přeměny 2PG na PEP je znázorněn na obrázku. Enoláza tvoří ve svém aktivním místě komplex se dvěma. Substrát, 2PG, se váže na dva . Mg 2+ pak vytvoří vazbu na deprotonované karboxylové kyselině na 1’C a spojí ji s enolázou. Spojuje se také s Glu 211 a Lys 345. Glu 211 vytvoří vodíkovou vazbu s alkoholovou skupinou na 3’C. Lys 345 deprotonuje 2’C a poté 2’C vytvoří alken s 1’C, který pak přesune elektrony tvořící keton na kyslík, takže má záporný náboj. Druhý kyslík, který již má záporný náboj, pak přesune svůj elektron a vytvoří s 1’C keton. Elektrony, které tvořily alken mezi 1’C a 2’C, se pak přesunou a vytvoří alken mezi 2’C a 3’C. Tím se přeruší vazba s alkoholem na 3’C, který deprotonuje Glu 211 na enolase za vzniku H2O. Nová molekula se pak z enolázy uvolní jako PEP. PEP pak prochází dalším krokem glykolýzy a vytváří pyruvát.

Fluoridové ionty inhibují glykolýzu tím, že vytvářejí vazbu s Mg 2+, čímž blokují vazbu substrátu (2PG) na aktivní místo enolázy.

Kinetika

Protože Mg2+ je nezbytný pro navázání substrátu, 2-PG, je také potřebný ve specifické kvalitě, aby byla dobrá rychlost nebo rychlost. V grafu je znázorněn průběh V vs , v němž je PGA 2-PG, se dvěma různými koncentracemi Mg2+. Horní křivka, která má také větší Vmax, má koncentraci Mg2+ 10^-3 M, zatímco spodní křivka, která má nižší Vmax, má koncentraci Mg2+ 10^-2 M. Km je také větší horní křivka, takže vyšší je žádoucí.

Regulace

Enoláza se nachází na povrchu různých eukaryotických buněk jako silný receptor vázající plamingoen a na povrchu hematoptických buněk, jako jsou monocyty, buňky T a B, neuronální buňky a endotelové buňky. Enoláza ve svalech může s vysokou afinitou vázat další glykolytické enzymy, jako je fosfoglycerát mutáza, svalová kreatinkináza, pyruvát kináza a svalový troponin. To naznačuje, že tvoří funkční glykolytický segment ve svalu, kde je pro kontrakci svalu nutná produkce ATP. Myc-vázající protein (MBP-1) je podobný struktuře a-enolázy a nachází se v jádře jako protein vázající DNA. enoláza je regulována koncentrací Mg2+ a předchozími kroky glykolýzy.

Další zajímavé informace

Enoláza je přítomna ve všech tkáních a organismech se schopností glykolýzy nebo fermentace. Nedávné studie mají vzorky s koncentrací enolázy za účelem stanovení určitých stavů a jejich závažnosti. Například vysoké koncentrace enolázy v mozkomíšním moku (CSF) jsou silněji spojeny s astrocytomem než jiné enzymy, jako je aldoláza, pyruvátkináza a kreatinkináza. Vysoké koncentrace enolázy v mozkomíšním moku jsou také spojeny s nejrychlejším růstem nádorů a zvýšenou pravděpodobností srdečního infarktu nebo mozkové mrtvice. enolázu lze kompetitivně inhibovat fluoridem pro substrát 2-PGA. V pitné vodě s přídavkem fluoru je aktivita enolázy ústních bakterií inhibována, aniž by došlo k poškození člověka. To funguje jako prevence vzniku zubního kazu.

3D struktury enolázy

3D struktury enolázy

.