Enolaasi

on entsyymi, joka katalysoi glykolyysireaktiota. Glykolyysi muuttaa glukoosin kahdeksi 3-hiiliseksi molekyyliksi, joita kutsutaan pyruvaatiksi. Glykolyysissä vapautuva energia käytetään ATP:n valmistukseen. Enolaasia käytetään 2-fosfoglyseraatin (2PG) muuttamiseen fosfoenolipyruvaatiksi (PEP) glykolyysin 9. reaktiossa: se on palautuva dehydraatioreaktio. Enolaasia ilmentyy runsaasti useimmissa soluissa, ja se on osoittautunut hyödylliseksi malliksi entsyymin vaikutusmekanismien ja rakenneanalyysin tutkimisessa. Kuten jäljempänä esitetyssä reaktiossa, enolaasissa on oltava läsnä kaksiarvoinen metallikationi entsyymin aktivoimiseksi tai deaktivoimiseksi. Paras kofaktori olisi Mg2+, mutta monia, kuten Zn2+, Mn2+ ja Co2+ voidaan käyttää. Metalli-ioni toimii sitoutumalla entsyymin aktiiviseen kohtaan ja aiheuttamalla konformaatiomuutoksen. Tämä mahdollistaa substraatin (2-PGA) sitoutumisen Enolaasin aktiiviseen kohtaan. Kun tämä tapahtuu, toinen metalli-ioni tulee mukaan ja sitoutuu entsyymiin aktivoidakseen enolaasin katalyyttisen kyvyn. Katso Glykolyysientsyymit. Sekvenssikohdistusta varten katso Enolase multiple sequence alignment.

• 1 Rakenne
• 2 Mekanismi
• 3 Kinetiikka
• 4 Säätely
• 5 Muut. mielenkiintoista tietoa
• 6 Enolaasin 3D-rakenteet

Rakenne

Enolaasin rakenne

sisältää sekä alfaheliksiä että beetalehtiä. Beeta-arkit ovat pääasiassa yhdensuuntaisia. Kuten kuvasta näkyy, enolaasissa on noin 36 alfaheliksiä ja 22 beetalevyä (18 alfaheliksiä ja 11 beetalevyä domeenia kohti). Enolaasi koostuu kahdesta domeenista.

Structural Clasification of Proteins (SCOP)

Enolaasi kuuluu alfa- ja beetaproteiinien luokkaan, ja sen taitos on TIM-beeta/alfa-barrel. Se kuuluu Superfamily on Enolase C-terminal domain-like -perheeseen ja kuuluu enolaasiperheeseen.

Mekanismi

Enolaasissa, kuten kuvassa on esitetty, on mukana Lys 345, Lys 396, Glu 168, Glu 211 ja His 159. Enolaasi muodostaa aktiivisessa keskuksessaan kompleksin kahden kanssa. Substraatti, 2PG, sitoutuu kahteen . Mg 2+ muodostaa sitten sidoksen 1’C:n deprotonoituneeseen karboksyylihappoon liittääkseen sen enolaasiin. Se liittyy myös Glu 211:een ja Lys 345:een. Glu 211 muodostaa vetysidoksen 3’C:n alkoholiryhmän kanssa. Lys 345 deprotonoi 2’C:n, minkä jälkeen 2’C muodostaa 1’C:n kanssa alkeenin, joka siirtää ketonista muodostuvat elektronit hapelle, jolloin sillä on negatiivinen varaus. Toinen happi, jolla on jo negatiivinen varaus, siirtää sitten elektroninsa muodostaen ketonin 1’C:n kanssa. Elektronit, jotka muodostivat alkeenin 1’C:n ja 2’C:n välissä, siirtyvät sitten muodostamaan alkeenin 2’C:n ja 3’C:n välissä. Tämä katkaisee sidoksen 3’C:n alkoholin kanssa, mikä deprotonoi enolaasin Glu 211:n muodostaen H2O:ta. Sitten uusi molekyyli vapautuu enolaasista PEP:nä. PEP jatkaa sitten glykolyysin toisen vaiheen läpi muodostaen pyruvaattia.

Fluoridi-ionit estävät glykolyysiä muodostamalla sidoksen Mg 2+:n kanssa, jolloin substraatti (2PG) estyy sitoutumasta enolaasin aktiiviseen kohtaan.

Kinetiikka

Koska Mg 2+ on välttämätön substraatin, 2-PG:n, sitoutumiselle, sitä tarvitaan myös tietyssä laadussa, jotta nopeus eli nopeus olisi hyvä. Kuvaajassa on esitetty V vs. , jossa PGA on 2-PG, kahdella eri Mg2+ -pitoisuudella. Ylemmällä käyrällä, jolla on myös suurempi Vmax, on Mg2+ -pitoisuus 10^-3 M, kun taas alemmalla käyrällä, jolla on pienempi Vmax, on Mg2+ -pitoisuus 10^-2 M. Km on myös suurempi ylemmällä käyrällä, joten korkeampi on toivottavampi.

Säätely

Enolaasia esiintyy useiden eukaryoottisolujen pinnalla vahvana plamingoeniin sitoutuvana reseptorina ja hematopietisten solujen, kuten monosyyttien, T- ja B-solujen, hermosolujen ja endoteelisolujen pinnalla. Lihaksen enolaasi voi sitoa muita glykolyyttisiä entsyymejä, kuten fosfoglyseraattimutaasia, lihaksen kreatiinikinaasia, pyruvaattikinaasia ja lihastroponiinia, suurella affiniteetilla. Tämä viittaa siihen, että ne muodostavat lihakseen toimivan glykolyyttisen segmentin, jossa ATP:n tuotantoa tarvitaan, jotta lihas supistuu. Myc-sitova proteiini (MBP-1) on rakenteeltaan samanlainen kuin a-enolaasi, ja sitä tavataan tumaan DNA:ta sitovana proteiinina. enolaasia säätelevät Mg2+ -pitoisuus ja glykolyysin aiemmat vaiheet.

Muita mielenkiintoisia tietoja

Enolaasia esiintyy kaikissa kudoksissa ja organismeissa, joilla on kyky tehdä glykolyysiä tai käymistä. Viimeaikaisissa tutkimuksissa on Enolaasipitoisuusnäytteitä tiettyjen olosuhteiden ja niiden vakavuuden määrittämiseksi. Esimerkiksi aivo-selkäydinnesteen (CSF) korkeat Enolaasi-pitoisuudet liittyvät voimakkaammin astrosytoomaan kuin muut entsyymit, kuten aldolaasi, pyruvaattikinaasi ja kreatiinikinaasi. Enolaasin korkeat pitoisuudet aivoselkäydinnesteessä liittyvät myös kasvaimen nopeimpaan kasvuvauhtiin ja lisääntyneisiin sydänkohtauksen tai aivohalvauksen mahdollisuuksiin. 2-PGA:n substraatin fluoridi voi estää Enolaasia kilpailevasti. Juomavedessä, johon on lisätty fluoria, suun bakteerien enolaasiaktiivisuus estyy ilman, että siitä on haittaa ihmisille. Tämä toimii karieksen ehkäisemiseksi.

Enolaasin 3D-rakenteet

Enolaasin 3D-rakenteet