Enolase

er et enzym, der katalyserer en reaktion i glykolysen. Glykolysen omdanner glukose til to 3-kulstofmolekyler kaldet pyruvat. Den energi, der frigives under glykolysen, bruges til at fremstille ATP. Enolase bruges til at omdanne 2-fosfoglycerat (2PG) til fosfenolpyruvat (PEP) i den 9. reaktion i glykolysen: Det er en reversibel dehydreringsreaktion… Enolase udtrykkes rigeligt i de fleste celler og har vist sig at være nyttig som model til undersøgelse af enzymvirkningsmekanismer og strukturanalyse . Som ved nedenstående reaktion skal Enolase have et tosidigt metalkation til stede for at aktivere eller deaktivere enzymet. Den bedste cofaktor vil være Mg2+ , men der kan anvendes mange, herunder Zn2+ , Mn2+ og Co2+ . Metalionen virker ved at binde sig til enzymet på det aktive sted og skabe en konformationsændring. Dette gør det muligt for substratet (2-PGA) at binde sig til det aktive sted på Enolase. Når dette sker, kommer en anden metalion ind og binder sig til enzymet for at aktivere enolasens katalytiske evne. Se Glykolyseenzymer. For sekvenstilpasning se Enolase multiple sequence alignment.

• 1 Struktur
• 2 Mekanisme
• 3 Kinetik
• 4 Regulering
• 5 Andet interessante oplysninger
• 6 3D-strukturer af enolase

Struktur

Enolases struktur indeholder både alfa-helixer og beta-ark. Beta-bladene er hovedsageligt parallelle. Som det fremgår af figuren, har enolase omkring 36 alfa-helixer og 22 beta-ark (18 alfa-helixer og 11 beta-ark pr. domæne). Enolase består af to domæner.

Structural Clasification of Proteins (SCOP)

Enolase er i klassen alfa- og betaproteiner og har en fold af TIM beta/alpha-barrel. Den kommer fra superfamilien på Enolase C-terminal domain-like og er i enolasefamilien.

Mekanisme

Mekanismen af enolase som vist, involverer Lys 345, Lys 396, Glu 168, Glu 211 og His 159. Enolase danner et kompleks med to på sit aktive sted. Substratet, 2PG, binder sig til de to . Mg 2+ danner derefter en binding ved den deprotonerede carboxylsyre på 1’C for at forbinde den med enolase. Det er også binder sig til Glu 211 og Lys 345. Glu 211 danner en hydrogenbinding med alkoholgruppen på 3’C. Lys 345 deprotonerer 2’C, hvorefter 2’C danner en alken med 1’C, som derefter flytter elektronerne, der danner ketonen, over på ilten, hvilket giver den en negativ ladning. Det andet ilt, som allerede har en negativ ladning, flytter derefter sin elektron og danner en keton med 1’C. De elektroner, der dannede alkenet mellem 1’C og 2’C, flyttes så til at danne et alken mellem 2’C og 3’C. Dette bryder bindingen med alkoholen på 3’C, hvilket deprotonerer Glu 211 på enolase og danner H2O. Derefter frigøres det nye molekyle fra enolase som PEP. PEP går derefter videre gennem endnu et trin i glykolysen for at skabe pyruvat.

Fluoridioner hæmmer glykolysen ved at danne en binding med Mg 2+ og blokerer dermed substratet (2PG) fra at binde sig til enolasens aktive sted.

Kinetik

Da Mg2+ er afgørende for at binde substratet, 2-PG, er det også nødvendigt med en bestemt kvalitet for at få en god hastighed, eller hastighed. Grafen viser V vs , hvor PGA er 2-PG, med to forskellige koncentrationer af Mg2+. Den øverste kurve, som også har større Vmax, har en Mg2+ koncentration på 10^-3 M, mens den nederste kurve, som har en lavere Vmax, har en Mg2+ koncentration på 10^-2 M. Km er også større i den øverste kurve, hvilket gør den højere mere ønskværdig.

Regulering

Enolase findes på overfladen af en række eukaryote celler som en stærk plamingoen-bindende receptor og på overfladen af hæmatopoietiske celler som monocytter, T-celler og B-celler, neuronale celler og endothelceller. Enolase i muskler kan med høj affinitet binde andre glykolytiske enzymer som f.eks. phosphoglyceratmutase, muskelkreatinkinase, pyruvatkinase og muskeltroponin. Dette tyder på, at de danner et funktionelt glykolytisk segment i musklen, hvor ATP-produktion er nødvendig for at få musklen til at trække sig sammen. Myc-bindende protein (MBP-1) ligner a-enolase-strukturen og findes i kernen som et DNA-bindende protein. enolase reguleres af koncentrationen af Mg2+ og de tidligere trin i glykolysen.

Andre interessante oplysninger

Enolase er til stede i alle væv og organismer med evne til at lave glykolyse eller fermentering. Nyere undersøgelser har Enolase-koncentrationsprøver med henblik på at bestemme visse tilstande og deres sværhedsgrad. For eksempel er høje koncentrationer af Enolase i cerebrospinalvæske (CSF) i højere grad forbundet med astrocytomer end andre enzymer som aldolase, pyruvatkinase og kreatinkinase. Høje koncentrationer af Enolase i CSF er også forbundet med den hurtigste tumorvækst og øget risiko for hjerteanfald eller slagtilfælde.Enolase kan hæmmes konkurrencemæssigt af fluorid for substratet 2-PGA. I drikkevand med tilsat fluorering hæmmes oralbakteriernes Enolase-aktivitet uden at skade mennesker. Dette virker forebyggende på huller.

3D-strukturer af enolase

Enolase 3D-strukturer