أميدوفوسفوريبوزيل ترانسفيراز

إنزيم أميدوفوسفوريبوزيل ترانسفيراز (ATase)، المعروف أيضًا باسم غلوتامين فوسفوريبوزيل بيروفوسفات أميدوترانسفيراز (GPAT)، هو إنزيم مسؤول عن تحفيز تحويل 5-فوسفوريبوزيل-1-بيروفوسفات (PRPP) إلى 5-فوسفوريبوزيل-1-أمين (PRA)، باستخدام مجموعة الأمين من سلسلة جانبية للغلوتامين . تُعد هذه الخطوة حاسمة في عملية التخليق الحيوي للبيورينات . في البشر، يُشفّر هذا الإنزيم بواسطة جين PPAT (فوسفوريبوزيل بيروفوسفات أميدوترانسفيراز) . ^{[ 5 ] [ 6 ]} ينتمي إنزيم ATase إلى عائلة إنزيمات فوسفوريبوزيل ترانسفيراز البيورين/البيريميدين .

يتكون الإنزيم من نطاقين: نطاق الغلوتاميناز الذي ينتج الأمونيا من الغلوتامين عن طريق التحلل المائي، ونطاق الفوسفوريبوزيل ترانسفيراز الذي يربط الأمونيا بالريبوز-5-فوسفات. ^{[ 7 ]} يضفي التنسيق بين الموقعين النشطين للإنزيم عليه تعقيدًا خاصًا.

يُظهر نطاق الغلوتاميناز تشابهًا مع نطاقات الهيدرولازات الأخرى ذات النيوكليوفيل الطرفي N (Ntn) ^{[ 7 ]،} مثل سينثيتاز فوسفات الكاربامويل (CPSase). وتلعب تسعة بقايا ثابتة في تسلسلات جميع ناقلات الأميد Ntn أدوارًا رئيسية في التحفيز، وربط الركيزة، أو البنية. يعمل بقايا السيستين الطرفي كنيوكليوفيل في الجزء الأول من التفاعل، على غرار السيستين في الثالوث التحفيزي . ^{[ 7 ] [ 8 ]} يعمل الطرف N الحر كقاعدة لتنشيط النيوكليوفيل وبروتنة المجموعة المغادرة في التفاعل التحللي، وهي الأمونيا في هذه الحالة. ومن الجوانب الرئيسية الأخرى للموقع التحفيزي وجود تجويف للأنيون الأكسجيني الذي يحفز وسيط التفاعل، كما هو موضح في الآلية أدناه. ^{[ 9 ]}

يُظهر نطاق PRTase تشابهًا مع العديد من نطاقات PRTase الأخرى المشاركة في مسارات تخليق نيوكليوتيدات البيورين واستعادتها . تتضمن جميع نطاقات PRTase إزاحة البيروفوسفات في PRPP بواسطة مجموعة متنوعة من النيوكليوفيلات. ^{[ 10 ]} يُعد ATase نطاق PRTase الوحيد الذي يستخدم الأمونيا كنيوكليوفيل. ^{[ 7 ]} يُعتبر البيروفوسفات من PRPP مجموعة مغادرة ممتازة، لذا لا حاجة إلى مساعدة كيميائية كبيرة لتحفيز التفاعل. بل يبدو أن الوظيفة الأساسية للإنزيم هي جمع المتفاعلات معًا بشكل مناسب ومنع حدوث تفاعلات غير مرغوب فيها، مثل التحلل المائي. ^{[ 7 ]}

إلى جانب قدراتهما التحفيزية الخاصة، ينسق المجالان معًا لضمان نقل جميع الأمونيا الناتجة من الجلوتامين إلى PRPP، وعدم مهاجمة أي نيوكليوفيل آخر غير الأمونيا لـ PRPP. ويتحقق ذلك بشكل أساسي عن طريق منع تكوين الأمونيا حتى يرتبط PRPP، وتوجيه الأمونيا إلى الموقع النشط لإنزيم PRTase. ^{[ 7 ]}

يحدث التنشيط الأولي للإنزيم بواسطة PRPP نتيجة لتغير في بنية "حلقة الغلوتامين"، حيث تُعاد تموضعها لتتمكن من استقبال الغلوتامين. ينتج عن ذلك زيادة في قيمة ثابت مايكلِس-مِنتِن (K_{_m}) لارتباط الغلوتامين بمقدار 200 ضعف ^{[ 11 ].} بمجرد ارتباط الغلوتامين بالموقع النشط، تُؤدي تغيرات بنيوية أخرى إلى إدخال الموقع داخل الإنزيم، مما يجعله غير قابل للوصول ^{[ 7 ] .}

تؤدي هذه التغيرات البنيوية أيضًا إلى تكوين قناة أمونيا بطول 20 أنغستروم، وهي إحدى أبرز سمات هذا الإنزيم. تخلو هذه القناة من أي مواقع للروابط الهيدروجينية، لضمان سهولة انتشار الأمونيا من موقع نشط إلى آخر. تضمن هذه القناة وصول الأمونيا المنطلقة من الغلوتامين إلى الموقع التحفيزي لإنزيم PRTase، وهي تختلف عن القناة الموجودة في إنزيم CPSase ^{[ 12 ]} في كونها كارهة للماء وليست قطبية، وعابرة وليست دائمة. ^{[ 7 ]}

يحدث النصف الأول من الآلية التحفيزية لإنزيم ATase في الموقع النشط لنطاق الغلوتاميناز . يقوم السيستين المحفز بهجوم نيوكليوفيلي على الركيزة لتكوين وسيط إنزيمي أسيل، والذي يُفصل بالتحلل المائي. يُنتج الأمونيا في الخطوة الثالثة، والذي يُستخدم في النصف الثاني من الآلية.

يحدث النصف الثاني من الآلية التحفيزية لإنزيم ATase في الموقع النشط لنطاق فوسفوريبوزيل ترانسفيراز . يحل الأمونيا المتحرر في النصف الأول من التفاعل محل البيروفوسفات في PRPP، مما ينتج عنه فوسفوريبوزيل أمين. يعمل بقايا التيروسين على تثبيت الحالة الانتقالية ويسمح بحدوث التفاعل.

التفاعل الكلي الذي يحفزه إنزيم ATase هو التالي:

PRPP + جلوتامين ← PRA + غلوتامات + PPi

داخل الإنزيم، ينقسم التفاعل إلى نصفي تفاعل يحدثان في مواقع نشطة مختلفة :

1. غلوتامين → NH₃ +غلوتامات
2. PRPP + NH₃ →PRA+ PPi

يحدث الجزء الأول من الآلية في الموقع النشط لنطاق الغلوتاميناز، حيث يتم تحرير مجموعة أمونيا من الغلوتامين عن طريق التحلل المائي. ثم تُنقل الأمونيا المحررة من التفاعل الأول إلى الموقع النشط لنطاق الفوسفوريبوزيل ترانسفيراز عبر  قناة قطرها 20 أنغستروم، حيث ترتبط بـ PRPP لتكوين PRA.

في مثال على التثبيط الارتجاعي ، يُثبَّط إنزيم ATase بشكل رئيسي بواسطة النواتج النهائية لمسار تخليق البيورين، وهي AMP و GMP و ADP و GDP . ^{[ 7 ]} تحتوي كل وحدة فرعية من الإنزيم، المكونة من رباعي الوحدات المتجانس، على موقعين للارتباط بهذه المثبطات. يتداخل الموقع التغايري (A) مع موقع ريبوز-5-فوسفات PRPP، بينما يتداخل الموقع التحفيزي (C) مع موقع بيروفوسفات PRPP. ^{[ 7 ]} يؤدي ارتباط أزواج نيوكليوتيدات محددة بالموقعين إلى تثبيط تآزري أقوى من التثبيط التراكمي. ^{[ 7 ] [ 13 ] [ 14 ]} يحدث التثبيط عبر تغيير بنيوي في الإنزيم، حيث تُقفل حلقة الغلوتامين المرنة في وضع مفتوح، مما يمنع ارتباط PRPP. ^{[ 7 ]}

نظراً لعدم استقرار PRA كيميائياً، والذي يبلغ عمر النصف له 38 ثانية عند درجة حموضة 7.5 و 37  درجة مئوية، فقد اقترح الباحثون أن المركب يتم توجيهه من Amidophosphoribosyltransferase إلى GAR synthetase في الجسم الحي . ^{[ 15 ]}

انقر على الجينات والبروتينات والمستقلبات أدناه للانتقال إلى المقالات ذات الصلة. ^{[ § 1 ]}

[[ملف:

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

]]

تعديل نشاط فلورويوراسيل (5-FU)

1. ↑ يمكن تعديل خريطة المسار التفاعلية على WikiPathways: "FluoropyrimidineActivity_WP1601" .

• 
  PRPP
• 
  5-فوسفوريبوزيل أمين

• إنزيم ناقل الأميدوفوسفوريبوزيل في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• موقع جينوم PPAT البشري وصفحة تفاصيل جين PPAT في متصفح جينوم UCSC .

تتضمن هذه المقالة نصًا من المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، وهو متاح للعموم .