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이소코리스메이트 피루브산 리아제

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목차

1. 개요

이소코리스메이트 피루브산 리아제(Isochorismate pyruvate lyase, IPL)는 리아제 효소의 일종으로, 이소코리스메이트를 살리실산과 피루브산으로 분해하는 반응을 촉매한다. 이 효소는 주로 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)에서 발견되며, 살리실산 생합성 I 경로의 두 번째 효소로 작용한다. IPL은 두 개의 동일한 활성 부위를 가진 이량체 구조를 가지며, 살리실산 생성을 위해 라이신 잔기가 중요한 역할을 한다. 살리실산은 세균의 사이드로포어 구성 요소나 식물의 개화 및 병원균 감염 저항에 관여하며, IPL은 대장균의 코리스메이트 뮤테이스 효소와 구조적 상동성을 갖는다.

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이소코리스메이트 피루브산 리아제
효소 정보
효소 이름이소코리스메이트 피루브산 리아제
EC 번호4.2.99.21
CAS 번호383896-77-3
IUBMB EC 번호4/2/99/21
천연 이소코리스메이트 피루브산 리아제의 NO3를 포함한 만화 보기
참고 문헌
제목Pseudomonas aeruginosa에서의 살리실산 생합성. 이소코리스메이트 피루브산-리아제 및 코리스메이트 뮤타제 활성을 나타내는 새로운 이중 기능 효소인 PchB의 정제 및 특성 규명
저널The Journal of Biological Chemistry
권277
호24
페이지21768–75
날짜2002년 6월
PMID11937513
DOI10.1074/jbc.M202410200
URL저널 오브 바이올로지컬 케미스트리
접근 날짜2015년 4월 2일
DOI 접근무료

2. 명명법

이소코리스메이트 피루브산 리아제(PchB)는 리아제 효소의 일종으로, 기질로부터 작용기를 첨가하거나 제거하는 역할을 한다. 이 효소의 계통명은 '''이소코리스메이트 피루브산 리아제 (살리실산 생성)'''이다.[2] 이 효소의 기질은 이소코리스메이트이다. ''Pseudomonas aeruginosa''의 pchB 유전자에서 유래된 이소코리스메이트 피루브산 리아제의 다른 이름은 다음과 같다.[2]


  • ''살리실산 생합성 단백질 PchB''
  • ''피오켈린 생합성 단백질 PchB''
  • ''이소코리스메이트 피루브산 리아제''
  • PchB
  • IPL

3. 반응

IPL은 이소코리즘산염을 살리실산과 피루브산으로 분해하는 반응을 촉매한다


이소코리즘산염 리아제의 유일한 기질은 이소코리즘산이다. 이 효소는 이소코리즘산에서 에놀피루빌 곁사슬을 제거하여 사이드로포어 파이오켈린의 전구체인 살리실산을 생성한다.[2] C2에서 C9로 수소를 전달할 때 효소의 전이 상태는 고리형이며, 이는 고리형 반응으로 여겨진다.[3] 결합 파괴와 후속 형성은 공통 과정이지만, 결합의 파괴와 형성이 반드시 동일한 속도로 일어나는 것은 아니다.[4] 이 효소는 녹농균(Pseudomonas aeruginosa) 종에서 반응을 완료하기 위해 어떠한 보조 인자나 금속도 필요로 하지 않으며, 최적 온도 25°C, pH 6.8~7.5에서 작용하지만, pH 4~9의 전체 범위에서 활성을 보인다.[2]

4. 구조

IPL은 두 개의 동일한 활성 부위를 가진 뒤얽힌 이량체로 구성되어 있다. 각 단량체는 세 개의 나선을 가지고 있으며, 두 활성 부위 모두 두 단량체의 잔기로 구성되어 있다.[4] 첫 번째 나선과 두 번째 나선 사이의 루프는 기질이 들어가고 생성물이 나올 수 있는 입구를 제공한다.[5] 이 루프에는 42번 잔기 위치에 양전하를 띤 라이신이 있으며, 이 라이신은 활성 부위의 덮개 역할을 한다. 이 라이신은 효소가 살리실산을 가장 효율적으로 생성하는 데 필수적이다. 라이신 42번의 양전하와 기질이 활성 부위에 들어가면 정렬되는 방식이 결합되어 효소의 전이 상태를 안정화시킨다.[3] IPL은 기질과 결합되기 전에 활성 부위에 질산염이 결합되어 있다.[5]

5. 경로

살리실산 생합성 I 경로


이소코리스메이트 피루브산 리아제(IPL)는 코리스메이트 생합성 I 경로 다음에 나타나는 살리실산 생합성 I 경로의 두 번째 효소이다. 이 경로에서 PchA 효소는 코리스메이트를 이소코리스메이트로 전환시키고, IPL은 이소코리스메이트에서 피루브산을 제거하여 살리실산을 생성한다.[6]

6. 살리실산

살리실산은 식물과 세균에서 모두 발견되는 방향족 화합물이다. 세균에서 살리실산은 다양한 사이드로포어(유기 Fe3+ 킬레이터)의 구성 요소로 사용된다.[6] 사이드로포어는 유기체에 따라 다른데, 예를 들어 ''Yersinia pestis''와 ''Yersinia enterocolitica''의 예르시니아바틴, 결핵균의 마이코박틴, 녹농균의 피오켈린 등이 있다.[6]

살리실산은 다양한 식물 종에서도 발견되며, 개화와 병원균 감염 저항에 관여한다.[6]

7. 상동체

이소코리스메이트 피루브산 리아제(IPL)는 대장균(''E. coli'')의 코리스메이트 뮤테이스 효소와 구조적으로 비슷하며, 효율은 훨씬 낮지만 실제로 코리스메이트 뮤테이스 활성을 나타낸다.[3]

IPL은 또한 다음과 같은 다른 생물체에서도 발견되는 여러 상동체를 가지고 있다.[2]

참조

[1] 논문 Salicylate biosynthesis in Pseudomonas aeruginosa. Purification and characterization of PchB, a novel bifunctional enzyme displaying isochorismate pyruvate-lyase and chorismate mutase activities http://www.jbc.org/c[...] 2015-04-02
[2] 웹사이트 BRENDA - Information on EC 4.2.99.21 - isochorismate lyase and Organism(s) Pseudomonas aeruginosa http://www.brenda-en[...] 2015-04-16
[3] 논문 Modification of residue 42 of the active site loop with a lysine-mimetic side chain rescues isochorismate-pyruvate lyase activity in Pseudomonas aeruginosa PchB 2012-09
[4] 논문 pH Dependence of catalysis by Pseudomonas aeruginosa isochorismate-pyruvate lyase: implications for transition state stabilization and the role of lysine 42 2011-08
[5] 논문 Two crystal structures of the isochorismate pyruvate lyase from Pseudomonas aeruginosa 2006-11
[6] 웹사이트 MetaCyc Pathway: salicylate biosynthesis I http://biocyc.org/ME[...] SRI International 2015-04-15
[7] 저널 Salicylate biosynthesis in Pseudomonas aeruginosa. Purification and characterization of PchB, a novel bifunctional enzyme displaying isochorismate pyruvate-lyase and chorismate mutase activities http://www.jbc.org/c[...] 2015-04-02


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