Enolaza

jest enzymem, który katalizuje reakcję glikolizy. Glikoliza przekształca glukozę w dwie 3-węglowe cząsteczki zwane pirogronianem. Energia uwolniona podczas glikolizy jest wykorzystywana do produkcji ATP. Enolaza jest używana do przekształcenia 2-fosfoglicerynianu (2PG) w fosfoenolopirogronian (PEP) w 9. reakcji glikolizy: jest to odwracalna reakcja odwodnienia. Enolaza ulega obfitej ekspresji w większości komórek i okazała się przydatna jako model do badania mechanizmów działania enzymów i analizy strukturalnej. Podobnie jak w przypadku poniższej reakcji, Enolaza musi mieć obecny dwuwartościowy kation metalu, aby aktywować lub dezaktywować enzym. Najlepszym kofaktorem byłby Mg2+, ale można zastosować wiele innych, w tym Zn2+, Mn2+ i Co2+. Jon metalu działa poprzez wiązanie się z enzymem w miejscu aktywnym i wywołanie zmiany konformacyjnej. Umożliwia to wiązanie się substratu (2-PGA) w miejscu aktywnym Enolazy. Gdy to nastąpi, drugi jon metalu wiąże się z enzymem i aktywuje zdolność katalityczną enolazy. Zobacz Enzymy glikolizy. Dla wyrównania sekwencji zobacz Enolase multiple sequence alignment.

• 1 Struktura
• 2 Mechanizm
• 3 Kinetyka
• 4 Regulacja
• 5 Inne interesujące informacje
• 6 Struktury 3D enolazy

Struktura

Enolazy zawiera zarówno heliksy alfa jak i arkusze beta. Blaszki beta są głównie równoległe. Jak pokazano na rysunku, enolaza ma około 36 helikali alfa i 22 arkusze beta (18 helikali alfa i 11 arkuszy beta na domenę). Enolaza składa się z dwóch domen.

Structural Clasification of Proteins (SCOP)

Enolaza znajduje się w klasie białek alfa i beta i ma fałd TIM beta/alfa-barrel. Pochodzi z Superfamily on Enolase C-terminal domain-like i znajduje się w rodzinie enolaz.

Mechanizm

W enolazie, jak pokazano, biorą udział Lys 345, Lys 396, Glu 168, Glu 211 i His 159. Enolaza tworzy kompleks z dwoma w swoim miejscu aktywnym. Substrat, 2PG, wiąże się z nimi. Następnie Mg 2+ tworzy wiązanie przy zdeprotonowanym kwasie karboksylowym na 1’C, aby połączyć go z enolazą. Łączy się również z Glu 211 i Lys 345. Glu 211 tworzy wiązanie wodorowe z grupą alkoholową na 3’C. Lys 345 deprotonuje 2’C, a następnie 2’C tworzy alken z 1’C, który następnie przenosi elektrony tworzące keton na tlen, dzięki czemu ma on ładunek ujemny. Drugi tlen, który już ma ładunek ujemny, przenosi swój elektron tworząc keton z 1’C. Elektrony, które tworzyły alken pomiędzy 1’C a 2’C, przesuwają się tworząc alken pomiędzy 2’C a 3’C. Zrywa to wiązanie z alkoholem na 3’C, który deprotonuje Glu 211 na enolazie, tworząc H2O. Następnie nowa cząsteczka jest uwalniana z enolazy jako PEP. PEP przechodzi następnie przez kolejny etap glikolizy, tworząc pirogronian.

Jony fluorkowe hamują glikolizę poprzez tworzenie wiązania z Mg 2+ w ten sposób blokują substrat (2PG) przed wiązaniem się z miejscem aktywnym enolazy.

Kinetyka

Ponieważ Mg2+ jest niezbędny do wiązania substratu, 2-PG, jest on również potrzebny w określonej jakości, aby mieć dobrą szybkość, lub prędkość. Wykres przedstawia zależność V vs , w której PGA jest 2-PG, z dwoma różnymi stężeniami Mg2+. Górna krzywa, która ma również większe Vmax, ma stężenie Mg2+ równe 10^-3 M, podczas gdy dolna krzywa, która ma mniejsze Vmax, ma stężenie Mg2+ równe 10^-2 M. Km jest również większe w górnej krzywej, co czyni wyższą bardziej pożądaną.

Regulacja

Enolaza znajduje się na powierzchni różnych komórek eukariotycznych jako silny receptor wiążący plaminy i na powierzchni komórek hematopoetycznych, takich jak monocyty, komórki T i komórki B, komórki neuronalne i komórki śródbłonka. Enolaza w mięśniach może wiązać inne enzymy glikolityczne, takie jak mutaza fosfoglicerynianowa, mięśniowa kinaza kreatynowa, kinaza pirogronianowa i troponina mięśniowa, z wysokim powinowactwem. Sugeruje to, że tworzą one funkcjonalny segment glikolityczny w mięśniu, w którym produkcja ATP jest niezbędna do skurczu mięśnia. Białko wiążące Myc (MBP-1) jest podobne do struktury a-enolazy i występuje w jądrze jako białko wiążące DNA.Enolaza jest regulowana przez stężenie Mg2+ i poprzednie etapy glikolizy.

Inne ciekawe informacje

Enolaza jest obecna we wszystkich tkankach i organizmach mających zdolność do przeprowadzania glikolizy lub fermentacji. Ostatnie badania mają próbki stężenia Enolazy w celu określenia pewnych warunków i ich ciężkości. Na przykład, wysokie stężenia Enolazy w płynie mózgowo-rdzeniowym (CSF) są silniej związane z astrocytoma niż innych enzymów, takich jak aldolazy, kinazy pirogronianowej i kinazy kreatynowej. Wysokie stężenie Enolazy w płynie mózgowo-rdzeniowym jest również związane z najszybszym tempem wzrostu guza i zwiększonymi szansami na zawał serca lub udar mózgu.Enolaza może być konkurencyjnie hamowana przez fluor dla substratu 2-PGA. W wodzie pitnej z dodatkiem fluorowania, aktywność Enolazy bakterii jamy ustnej jest hamowana bez szkody dla ludzi. To działa w celu zapobiegania ubytków.

Struktury 3D enolazy

Struktury 3D enolazy

.