אנולאז הוא האנזים האחראי לביצוע המרה של D-2-phosphoglycerate (2PGA) phosphoenolpyruvate (PEP) הגליקוליזה ותגובה הפוכה גלוקונאוגנזה, שני מסלולים מטבוליים הם חלק חילוף החומרים האנרגיה בתאים.
ההחלטה לזרז תגובה זו לכיוון זה או אחר, תלויה בגישה של התא לגלוקוזה. כלומר, מהצרכים שעליכם להתאים את חילוף החומרים שלכם לשפלות או לסינתזה בכדי להשיג אנרגיה. הכרחית לצורך מימוש התהליכים החיוניים שלהם.
מבנה תלת ממדי של אנולאז. מאת ג'ווהאר סוומינתן וצוות MSD במכון האירופי לביואינפורמטיקה, מ- Wikimedia Commons.
בהתחשב בכך ששני מסלולי חילוף החומרים שייכים למרכז העץ המטבולי המרכזי של יצורים חיים, אין זה מפתיע שרצף חומצות האמינו של חלבון זה נשמר בארכאה, חיידקים ואוקריוטים. ולכן יש לו תכונות קטליטיות דומות.
לוקליזציה של אנולאז בתא מוגבלת לציטוזול, תא בו מתרחשות גם גליקוליזה (המכונה גם גליקוליזה) וגם גלוקונוגנזה ברוב האורגניזמים.
עם זאת, הוא התגלה גם בתאי תאים אחרים כמו קרום הפלזמה של פתוגנים רבים ותאי סרטן. שם נראה שזה מעורב בהנחיית תהליכי הפצת תאים, פונקציה שונה לחלוטין מתפקודה הקלאסי.
אנזימים המסוגלים לבצע יותר מפונקציה אחת, כגון אנולאז, ידועים כאנזימים המוארים בירח.
מִבְנֶה
המבנה הרבעוני של אנולאז הקשור בליגנדים שלו או לא נקבע במספר רב של אנשים פרוקריוטים ואוקריוטים.
לכל מונומר שני תחומים: תחום קטן עם מסוף אמינו ותחום גדול יותר של מסוף קרבוקסיל. התחום הטרמינלי מורכב משלושה סלילי α וארבעה גיליונות β. ואילו מסוף C מורכב משמונה יריעות β המתחלפות ביניהן ויוצרות חבית β המוקפת בשמונה מסוקי α.
יתר על כן, שני אתרי קשירה עבור קטיונים דו-ערכיים נמצאים על כל מונומר שכונה "האתר הקונפורמציה" ו"אתר הקטליטי. " הראשון אינו סלקטיבי במיוחד ויכול לקשור מגוון גדול של קטיונים דו-ערכיים בהיעדר מצע.
ואילו השני נקשר ליונים לאחר שהתשתית נקשרה לאנזים. כריכת היונים לשני האתרים חיונית לתגובה להמשך.
לבסוף, חשוב להזכיר כי בהומודימרים, המונומרים מחוברים תוך שמירה על אוריינטציה מקבילה. לכן האתר הפעיל מוגבל לאזור המרכז שנוצר על ידי הצומת האמור.
עם זאת, רק שאריות של אחד משני המונומרים משתתפות בקטליזה. זה מסביר את יכולתם של מונומרים לבצע את התגובה בתנאים ניסיוניים.
מנגנון פעולה
מנגנון הפעולה המשמש את האנזים אנולאז. מאת קטומפסון 08 בוויקיפדיה האנגלית, מתוך ויקימדיה.
מחקרים מבניים, כמו גם כאלה שאיפשרו לקבוע את המאפיינים הקינטיים והפיזיקו-כימיים של אנולאז, אפשרו להבין את מנגנון הפעולה שלה.
האופן בו האנזים מזרז את התגובה הוא די מעניין. למרות שרק מצע אחד מעורב, מנגנון רצף מסודר הוא מה שהוצע.
זה מתחיל בקשירת יון Mg2 + לאתר הקונפורמציה של אחד המונומרים. זה ממשיך עם קשירת המצע לאתר הפעיל ואחריו כריכת יון שני לאתר הקטליטי ומסתיים בשחרורו המיידי של המוצר לאחר התגובה. בשלב זה Mg2 + נשאר מחובר לאתר הקונפורמציה.
באותם קווים, כדי לקדם את התגובה, האנזים מתווך תחילה את יצירת מתווך קרבן, ומבטל פרוטון מפחמן 2 של 2PGA. זה עושה זאת הודות לפעולה של שארית חומצה אמינית בסיסית.
ברצף, הסרת ההידרוקסיל מפחמן 3 מתרחשת על ידי פעולה של שארית חומצה של האנזים. בשלב זה האיחוד של שתי הפחמימות מתבצע באמצעות קשר כפול הנוצר PEP. בדרך זו התגובה מסתיימת.
מאפיינים
רבים מהאנזימים שנחקרו עד כה מסוגלים לבצע מגוון גדול של פונקציות שאינן קשורות ל"פונקציה הקלאסית "שלהם בתאי תאים שונים. אנזימים אלה נקראו אנזימים "מאירי ירח".
במובן זה, אנולאז יכול להיחשב כאנזים מאיר ירח, שכן פונקציות רבות אשר מנוגדות לתפקודו הקלאסי יוחסו לו עד היום הן בחיידקים והן באיקריוטות.
חלק מהפונקציות הללו הן כדלקמן:
- משתתף בשמירה על צורת התא כמו גם בתנועה שלפוחית על ידי אינטראקציה עם חלבונים ציטו-שלדיים.
- בגרעין תאי יונקים, הוא משמש כגורם שעתוק המסדיר את הביטוי של גנים הקשורים להפצת תאים. זה משתף פעולה בשמירה על יציבותם של mRNAs ב degradosome בחיידקים.
- בפתוגנים, כמו סטרפטוקוקוס pneumoniae ו- Trypanosoma cruzi, נראה שהוא פועל כגורם ארסיבי חשוב.
- נמצא גם כי ב- Streptococcus pyogenes, מופרש אנולאז לסביבה החוץ תאי, מה שמקל על השפלה של רקמות והעלמת מערכת החיסון במארח.
- זה בא לידי ביטוי על פני תאי הגידול, משפר גרורות.
Eolase והקשר שלו עם מנגנוני הפצת התאים
פתוגנים רבים, כמו גם תאי גידול, מבטאים בממברנה שלהם או מפרישים פרוטאזות המסוגלים להפיל את חלבוני המטריצה החוץ תאית לסביבה החוץ תאית.
יכולת זו מאפשרת לתאים אלה לפרוץ רקמות ולהתפשט במהירות ברחבי האורגניזם המארח. קידום בדרך זו העלמת מערכת החיסון ולכן הקמת הזיהום.
למרות שאנולאז חסר פעילות פרוטאז, הוא משתתף בתהליך הפצת פתוגנים רבים במארח שלו כמו גם תאי גידול במהלך גרורות.
זה מושג הודות לעובדה שהוא בא לידי ביטוי על פני השטח של תאים אלה על ידי תפקוד כקולטן פלסמינוגן. האחרון הוא זימוגן של פרוטאז סרין המכונה פלסמין המהווה חלק מהמערכת הפיברינוליטית ופועל על ידי השפלת חלבוני המטריקס החוץ תאיים.
לכן אנולאז המתבטא במשטח הוא אסטרטגיה שתאים אלה רכשו לבסס זיהום ולהתפשט בהצלחה.
אסטרטגיה זו מורכבת משני תהליכים:
- התחמקות ממערכת החיסון של המארח. מכיוון שתאים אלה מצופים בחלבון של מארח עצמו, הם מתעלמים על ידי תאי מערכת החיסון המזהים חלבונים שאינם משלו הקשורים לפתוגנים.
- הפצה לאחר הפעלה של פלסמינוגן בפלסמין. שהשתתפותו בשפלת חלבוני המטריצה החוץ תאית, אז מקלה על ההפצה המהירה והיעילה.
הפניות
- Avilan L, Gualdron-Lopez M, Quiñones W, González-González L, Hannaert V, Michels PAA, Concepción JL. Enolase: שחקן מפתח במטבוליזם וגורם סביר של נגיף טפילים טריפנוסומידיים לשימוש פרספקטיבי כמטרה טיפולית. מחקר אנזים. 2011 כרך א ' מאמר ID932549, 14 עמודים.
- Bhowmick I, Kumar N, Sharma S, Coppens I, Jarori GK, Plasmodium falciparum enolase: ביטוי ספציפי לבמה ולוקליזציה תת-תאית. כתב העת מלריה. 2009; 8 (1). סעיף 179.
- יום I, Peshavaria M, Quinn GB, שעון מולקולרי דיפרנציאלי בהתפתחות אנולאז איזופרוטאין. כתב העת להתפתחות מולקולרית. 1993; 36 (6): 599-601.
- de la Torre-Escudero E, Manzano-Román R, Pérez-Sánchez R, Siles-Lucas M, Oleaga A. שיבוט ואפיון של אנוליזה הקשורה לפלסמינוגן הקשורה למשטח מ- Schistosoma bovis. טפיל וטרינרי. 2010; 173: 73-84.
- דינובו EC, בויר פ.ד. בדיקות איזוטופיות למנגנון התגובה enolase. שער חליפין איזוטופי ראשוני ושיווי משקל: השפעות איזוטופ ראשוניות ומשניות. J Biol Chem. 1971; 246 (14): 4586-4593.
- Kaberdin VR, Lin-Chao S, פתיחת תפקידים חדשים עבור רכיבים מינוריים של ה- E. coli RNA degradosome. ביולוגיה של RNA. 2009; 6 (4): 402-405.
- קלר א ', פלצר ג'יי, קרפנטייה ג'. אינטראקציות של איזו-פורמולים אנולאז עם טובולין ומיקרו-צינורות במהלך מיוגנזה. Biochimica et Biophysica Acta. 2007; 1770 (6): 919-926.
- Lung J, Liu KJ, Chang JY, Leu SJ, Shih NY. MBP-1 מקודד ביעילות על ידי תעתיק חלופי של הגן ENO1 אך מווסת לאחר התרגום על ידי מחזור חלבונים תלוי פרוטאזום. יומן FEBS. 2010; 277 (20): 4308-4321.
- Pancholi V. α-enolase רב תכליתי: תפקידו במחלות. מדעי החיים הסלולריים והמולקולריים. 2001; 58 (7): 902-920.
- Poyner RR, Cleland WW, Reed GH. תפקידם של יוני מתכת בקטליזה על ידי אנולאז. מנגנון קינטי מסודר לאנזים מצע יחיד. בִּיוֹכִימִיָה. 2001; 40: 9008-8017.
- סגוביה-גמבה NC, צ'אבז-מונגויה ב ', מדינה-פלורס א', פולשים אנטמבה, תהליך אנצ'סטיישן ונולאז '. טפיל טריטוריה ניסיונית. 2010; 125 (2): 63-69.
- Tanaka M, Sugisaki K, Nakashima K, החלפת רמות של mRNA הניתנים לתרגום לאיזוזימים אנולאז במהלך התפתחות שריר שלד עוף. תקשורת מחקר ביוכימית וביו-פיזית. 1985; 133 (3): 868-872.