Struktur, fungsi, bentuk hexoquinase

Itu Hexoquinase (HK) adalah enzim yang mengkatalisasi reaksi pertama dari rute glikolitik secara virtual di semua organisme hidup, baik dalam prokariota maupun dalam eukariota. Ini bertanggung jawab untuk transfer gugus fosforil ke glukosa, menghasilkan glukosa-6p, meskipun juga dapat memfosforilasi gula heksous lainnya (dari 6 atom karbon).

Enzim ini diklasifikasikan dalam salah satu dari dua keluarga enzim glukosa -kinase (enzim yang mentransfer gugus fosforil ke substrat seperti glukosa): keluarga hexoquinase (HK), yang anggotanya dibagi lagi menjadi tiga kelompok yang dikenal sebagai kelompok HK, The The HK, Grup A dan Grup B.

Reaksi yang dikatalisasi oleh enzim hexoquinase (Sumber: JMun7616 [domain publik] melalui Wikimedia Commons)

Enzim milik keluarga HK ditandai dengan fosforilasi glukosa dengan mengorbankan ATP sebagai molekul donator kelompok fosforil, dan anggota yang sama berbeda satu sama lain terutama sehubungan dengan berat molekul dan spesifisitas substrat mereka.

Kelompok HK milik enzim organisme eukariotik (ATP: D-hexose 6-fosfotransferase), sementara itu kelompok A diwakili oleh enzim bakteri gram negatif, dan kelompok Bersama Bakteri B dari ENZIM, ENZIM, ENZIM, ENZIM, ENZIM, ENZIM PROTISI, ENZIM PRODS, ENZIM BAGIAN BE Organisme Bakteri dan Creanarqueota positif.

Enzim kelompok A dan B juga dikenal sebagai glycoquinases (GLCKS), karena mereka mampu secara eksklusif fosforilasi glukosa, itulah sebabnya enzim ini disebut ATP: D-glukosa 6-fosfotransferase.

Sebagai enzim glikolitik, heksochinase memiliki kepentingan metabolisme yang luar biasa, karena tanpanya rute penting ini tidak akan mungkin terjadi dan sel -selnya sangat bergantung pada konsumsi karbohidrat seperti, misalnya, sel -sel otak dan otot dari banyak mamalia, akan memiliki hambatan fungsional dan fisiologis yang serius dan fisiologis yang serius dan fisiologis yang serius serius dan fisiologis yang serius serius secara umum.

[TOC]

Struktur

Seperti yang akan dilihat nanti, pada mamalia dan vertebrata lainnya (serta dalam organisme uniseluler seperti ragi) ada berbagai jenis enzim heksoquinase. Pada mamalia empat telah dijelaskan: isoform I, II, III dan IV.

Dapat melayani Anda: paduan besi: karakteristik, jenis, contoh

Tiga isoenzim pertama memiliki berat molekul 100 kDa, tetapi isoenzyme IV memiliki 50 kDa. Isoenzim ini (terutama I-III) menunjukkan kesamaan yang tinggi dari urutan di antara mereka sehubungan dengan ujung C- dan N-terminal mereka, serta anggota keluarga hexoquinase lainnya.

Domain terminal-N dari enzim ini dianggap sebagai domain "regulator", sedangkan aktivitas katalitik dilakukan oleh domain C-terminal (HK II mamalia memiliki situs aktif di kedua domain).

Domain N-terminal terkait dengan domain terminal-C melalui baling-baling alfa, masing-masing memiliki berat molekul sekitar 50 kDa dan memiliki persimpangan untuk glukosa.

Model penyesuaian yang diinduksi untuk enzim hexoquinase (sehubungan dengan dua substratnya: ATP dan glukosa) (Sumber: Thomas Shafee [CC dengan 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/oleh/4.0)] via Wikimedia Commons)

Struktur tersier enzim ini pada dasarnya terdiri dari lembaran yang ditempatkan β yang dicampur dengan baling-baling alfa, yang proporsinya bervariasi sehubungan dengan enzim dan spesies yang bersangkutan; Situs serikat untuk ATP, substrat hexoquinase lainnya, biasanya terdiri dari lima lembar β dan dua baling -baling alfa.

Fungsi

Hexoquinase memiliki fungsi transendental dalam metabolisme karbohidrat dari sebagian besar makhluk hidup, karena mengkatalisasi langkah pertama dari rute glikolitik, memediasi fosforilasi glukosa di dalamnya.

Langkah pertama glikolisis ini, yang terdiri dari transfer kelompok fosforil dari ATP (donor) ke glukosa, memberikan 6-fosfat dan glukosa ADP, adalah yang pertama dari dua langkah investasi energi dalam bentuk ATP.

Selain itu, reaksi yang dikatalisis oleh hexoquinase adalah lewatnya "aktivasi" glukosa untuk pemrosesan selanjutnya dan merupakan langkah "komitmen", karena glukosa yang difosforilasi tidak dapat meninggalkan sel melalui transporter konvensional dalam plasma membran membran tersebut.

Dapat melayani Anda: campuran heterogen

Produk reaksi yang dikatalisis oleh hexoquinase, yaitu, glukosa 6-fosfat, adalah titik cabang, karena ini adalah substrat pertama yang digunakan pada rute pentosa fosfat dan dalam sintesis glikogen pada banyak hewan (dan dari pati pada tanaman).

Pada tanaman

Fungsi hexoquinase pada tanaman tidak jauh berbeda dari hewan atau mikroorganisme, namun, pada tanaman atas enzim ini juga berfungsi sebagai "sensor" konsentrasi gula.

Pentingnya fungsi ini dalam organisme ini berkaitan dengan partisipasi gula sebagai faktor regulasi dalam ekspresi gen yang terlibat dalam proses metabolisme yang berbeda seperti:

- Fotosintesis

- Siklus glioxylate

- Napasnya

- Degradasi atau sintesis pati dan sukrosa

- Metabolisme nitrogen

- Pertahanan melawan patogen

- Peraturan Siklus Sel

- Respons penyembuhan

- Pitmentasi

- Penuaan, antara lain.

Fungsi hexoquinase ini sebagai "sensor" dari jumlah glukosa intraseluler juga telah dijelaskan untuk ragi dan mamalia.

Bentuk

Di alam ada berbagai bentuk hexoquinases dan ini tergantung secara fundamental pada spesies yang dipertimbangkan.

Pada manusia dan hewan vertebrata lainnya, misalnya, keberadaan 4 isoform yang berbeda dari enzim hexoquinase dalam kompartemen sitosol telah ditunjukkan, yang telah dilambangkan dengan bilangan Romawi I, II, III dan IV.

Isoenzim, II dan III adalah berat molekul 100 kDa, dihambat oleh produk reaksi mereka (6-fosfat glukosa) dan sangat terkait dengan glukosa, yaitu, mereka memiliki konstanta km yang sangat rendah. Namun, enzim ini memiliki sedikit kekhususan substrat, mampu memfosforilasi heksosa lain seperti fruktosa dan tangan.

Dapat melayani Anda: asam: karakteristik dan contoh

The isoenzyme IV, also known as glycoquinase (GLCK), has only 50 kda molecular weight and, despite being little related (high km values), has a high specificity by glucose as a substrate and is not subject to them regulation mechanisms that the other tiga isoenzim.

Glucoquinase (isoenzim IV dari hexoquinase banyak mamalia) terutama ditemukan di hati dan membantu organ ini dalam "penyesuaian" kecepatan konsumsi glukosa dalam menanggapi variasi substrat ini dalam darah yang bersirkulasi.

Tiga gen yang mengkode hexoquinases I, II dan III pada hewan tampaknya hanya berada di ujung terminal-C.

Referensi

1. Aronoff, s. L., Berkowitz, k., Shreiner, b., & Ingin, l. (2004). Metabolisme dan regulasi glukosa: Melampaui insulin dan glukagon. Diabetes spektrum, 17(3), 183-190.
2. Harrington, g. N., & Bush, D. R. (2003). Peran bifuncional heksokinase dalam metabolisme dan pensinyalan glukosa. Sel tanaman, limabelas(11), 2493-2496.
3. Jang, J. C., León, hlm., Zhou, l., & Sheen, J. (1997). Hexokinase untuk sensor gula pada tanaman lebih tinggi. Sel tanaman, 9(1), 5-19.
4. Kawai, s., MUKAI, T., Mori, s., Mikami, b., & Murata, k. (2005). Hipotesis: Struktur, Evolusi, dan Leluhur Kinase Glukosa dalam Keluarga Heksokinase. Jurnal Biosains dan Bioengineering, 99(4), 320-330.
5. Mathews, k. DAN. (1998). Van Holde. Biokimia.
6. Wilson, J. DAN. (2003). Isozim heksokinase mamalia: struktur, lokalisasi subseluler dan fungsi metabolisme. Jurnal Biologi Eksperimental, 206(12), 2049-2057.