몫:
Hexokinase 란 무엇입니까?
그 헥소 키나아제 트랜스퍼 라제 효소의 주요 그룹으로 분류되는 단백질로 살아있는 생물의 신진 대사에서 매우 중요합니다..
Hexokinase는 glycolytic 통로의 첫 번째 효소이며, 포도당을 포도당 -6- 인산으로 변환합니다. 글루코오스의 6- 하이드 록 실기를 인산화시키기 위해 ATP를 사용하고, 생성물 인 글루코스 -6- 인산에 의해 억제된다. 또한 인산염에 의한 알로 스테 릭 조절이 어렵다.
따라서, 헥소 키나아제는 뇌와 적혈구의 에너지 대사에서 포도당의 흐름을 조절합니다.
글루코오스 -6- 포스페이트와 글루코오스는 글루코오스와 무기 인산염과 마찬가지로 6가 키나제와 상승적으로 결합합니다.
인산염은 호흡 중에 헥소 키나아제의 조절에 작은 역할을한다. 그 이유는 글루코 시스가 글루코오스 공급에 의해 제한되기 때문이다.
산소 결핍 기간 동안, ATP는 크렙시에 들어가기보다는 피루브산이 젖산을 형성하기 때문에 분해 과정에서 발생해야합니다.
세포 외 포도당 농도가 약 5 mM 일 때, 당뇨병 경로를 통과하는 흐름은 100 % 용량까지 증가한다.
뇌 조직의 글루코스 수송 체는 50 시간 세포 내 포도당 농도를 증가시키고, 헥소 키나아제에 글루코스 -6- 포스페이트의 억제 효과를 보상하기위한 메커니즘이있을 때마다 발생.
헥소 키나제의 특성
Hexokinase는 각 사슬에서 920 개의 아미노산으로 구성된 큰 동종 이합체입니다. 두 스레드가 동일하므로 체인이 관찰됩니다..
다음은 N 말단에서 C 말단 방향으로 밝은 색에서 어두운 색까지의 구조를 나타낸 것입니다.
효소는 많은 알파 나선과 베타 잎으로 구성되어 있습니다. 알파 나선은 헬릭스 - 턴 - 헬릭스 (helix-turn-helix) 구조에 의해 형성되며, 베타 시트를 자세히 보면 오픈 알파 / 베타 시트를 형성한다는 것을 알 수 있습니다.
Hexokinase는 두 가지 리간드 인 glucose와 glucose-6-phosphate에 결합 할 수 있습니다. 글루코오스는 해당 과정이 일어날 수 있도록 결합되어 있으며 글루코오스 -6- 인산염은 알로 스테 릭 억제제로 결합합니다. 이 구조를 스테레오로 보는 것도 유용 할 수 있습니다 (Schroering, 2013).
헥소 키나아제의 3 차 구조는 공개 알파 / 베타 시트를 포함한다. 이 구조와 관련된 많은 변형이 있습니다..
5 개의 베타 시트와 3 개의 알파 헬릭스로 구성됩니다. 이 공개 알파 / 베타 시트에서 베타 시트 중 네 개는 평행하고 한 개는 반 평행 방향입니다.
알파 나선과 베타 루프는 베타 시트를 연결하여이 알파 / 베타 오픈 시트를 만듭니다. 갈라진 틈은이 당분 해 효소의 ATP 결합 도메인을 나타낸다 (Schneeberger, 1999).
반응
글루코스의 이화 작용으로부터 순 ATP 수율을 얻기 위해서는, 먼저 ATP를 역전시키는 것이 필요하다.
이 단계에서 포도당 분자의 6 번 위치에있는 알코올 그룹은 ATP의 말단 인산 그룹과 쉽게 반응하여 글루코스 -6- 인산 및 ADP를 형성합니다.
편의상, 포스 포 릴기 (PO32-)는 represented로 표시한다. 자유 에너지의 감소가 매우 크기 때문에이 반응은 생리 학적 조건 하에서 사실상 비가 역적입니다.
동물에서 포도당 6- 인산을 생산하는이 포도당 인산화는 두 가지 다른 효소.
대부분의 세포에서 글루코스에 대한 친 화성이 높은 헥소 키나아제가 반응을 일으킨다.
또한, 간은 반응하기 전에 훨씬 더 높은 포도당 농도를 요구하는 글루코 키나아제 (헥소 키나아제의 이소 형 IV)를 함유하고 있습니다.
글루코 키나제는 혈중 포도당 농도가 비정상적으로 높아지는 긴급 상황에서만 효과가 있습니다 (Kornberg, 2013).
규제
해당 분해에서, 헥소 키나아제, 포스 포프 룩토 키나제 및 피루 베이트 키나아제에 의해 촉매 된 반응은 실질적으로 비가 역적이다; 따라서, 이들 효소는 규제 및 촉매 역할을 모두 가질 것으로 기대된다. 실제로, 그것들 각각은 제어 사이트로 사용됩니다..
헥소 키나아제는 글루코스 6- 인산 (glucose 6-phosphate)에 의해 저해된다. 이 분자가 고농도 인 것은 세포가 더 이상 포도당을 에너지로, 글리코겐으로 저장하기 위해, 또는 생합성 전구 물질의 공급원으로 필요로하지 않으며, 포도당은 혈액 속에 남을 것임을 나타냅니다.
예를 들어, 포스 포프 룩 토키나 제가 불활성 인 경우, 프 룩토 오스 6- 인산의 농도는 증가한다.
차례로, 포도당 6- 인산염 수준은 과당 -6- 인산염과 평형을 이루기 때문에 증가합니다. 따라서, 포스 포프 룩 토키나제의 저해는 헥소 키나아제의 저해를 초래한다.
그러나, 간, 혈액 모니터 혈당치로서의 역할에있어서, (JM 버그, 2002) 글루코 키나제라는 전문 헥소 키나아제 동위 효소 글루코스 -6- 포스페이트에 의해 저해되지 않고 보유.
Hexokinase vs 글루코 키나제
Hexokinase에는 I, II, III 및 IV라고하는 4 개의 상이한 이소 형체가있다. 헥소 키나아제 아이소 폼 I, II 및 III은 약 100,000의 분자량을 가지며 대부분의 조건에서 모노머이다.
아이소 폼 I-III의 아미노산 서열은 70 %와 동일하다. 반면에, I-III isoform의 N과 C 말단 반은 유사한 아미노산 서열을 가지고있을 것입니다. 아마도 유전자 중복과 융합의 결과 일 것입니다.
헥소 키나제 (글루코 키나아제)의 이소 형 IV는 효모 헥소 키나아제와 유사한 분자량이 50,000이다. 글루코 키나아제는 I-III 이성체의 N 및 C 말단 반과 유의 한 서열 유사성을 나타낸다.
서열 유사성에도 불구하고, 헥소 키나제 동질 형의 기능적 특성은 현저히 다르다.
Isoform I (이후, 헥소 키나아제 I)은 뇌 및 적혈구에서 해당 과정의 제한 단계를 조절한다.
반응 생성물, 글루코오스 -6- 포스페이트 (Gluc-6-P)는 마이크로 몰 수준에서 아이소 폼 I 및 II (그러나 IV 아이소 폼이 아닌) 모두를 억제한다.
그러나, 무기 인산염 (Pi)은 헥소 키나아제 I로부터 Gluc-6-P의 억제를 완화시킨다.
헥소 키나아제 I의 C- 말단 도메인은 촉매 활성을 보유하는 반면, N- 말단 도메인 자체는 활성이 없지만 Pi에 의해 생성물의 양성 알로 스테 릭 조절에 관여한다.
대조적으로, C 및 N 말단 부분은 이소 형 II에서 유사한 촉매 활성을 갖는다.
6 - - 따라서, 헥소 사이의 이성체, 대뇌 헥소 인해 Gluc 생리적 수준의 억제를 취소 할 수 원주율의 생리적 수준에서 고유 조절 특성을 나타내는 P (E Aleshin 알렉산더 1998).
헥소 키나제는 I는, II 및 III는 글루코스, 프룩 토스 및 만노스를 포함 육탄 당 당, 다양한 인산화 입력 등이 대사 경로의 수 (해당 작용, S.F.의 효소)에 관여하는 것처럼.
간장의 글루코 키나아제는 세 가지 측면에서 다른 이성체와 다릅니다 :
- 그것은 D- 글루코스에 특이적이고 다른 6 탄당과 작용하지 않습니다
- 그것은 포도당 6- 인산에 의해 저해되지 않는다.
- 그것은 기질에 더 낮은 친화력을주는 다른 isoforms (10mM 대 0.1mM)보다 1 Km 높습니다.
간 글루코 키나아제는 혈당 농도가 높을 때, 예를 들어 탄수화물이 높은 식사 후.
글루코 키나제는 또 다른 측면에서 매우 중요합니다 : 당뇨병은이 질환이 결핍되어 있습니다..
이 질환에서 췌장은 정상 양으로 인슐린을 분비하지 못하고 혈당이 매우 높고 간 글리코겐이 거의 생성되지 않습니다 (Lehninger, 1982).
참고 문헌
- Alexander E Aleshin, Z. G. (1998). hexokinase의 조절 메커니즘 : 글루코오스와 글루코스 -6- 인산염과 복합체를 이루는 재조합 인간 뇌 헥소 키나아제의 결정 구조에 대한 새로운 통찰. 구조, 제 6 권, 제 1 호, 15 권, 39-50 페이지.
- Berg JM, T.J. (2002.). 5 판. 뉴욕 :: 승수.
- 글리콜 분해 효소. (S.F.). 회복 된 ebi.ac.uk.
- Kornberg, H. (2013, 5 월 22 일). 신진 대사 britannica.com에서 회복.
- Lehninger, A. L. (1982). 생화학 원리. 뉴욕 : Worth Publisher, Inc.
- Schneeberger, B.M. (1999). 헥소 나제. chem.uwec.edu에서 가져온.
- Schroering, K. (2013 년 2 월 20 일). Hexokinase의 구조와 메커니즘. proteopedia.org에서 회복.