推广 热搜: 万古霉素  酵母  谷氨酸发酵  发酵  发酵罐  维生素  胰岛素  蛋白酶  阿维菌素  柠檬酸 

聚磷相关酶(ATP再生酶):ppk和ppk2基因的区别

   日期:2021-03-09     来源:网络    浏览:2802    评论:0    
核心提示:PPK 最为保守,与 PPK2 的氨基酸序列相似度 极低. PPK2 和 PPK 具有 4 个显著不同的特征.
  
 3 聚磷相关酶及其酶学调控 ( Enzymes and their regulation involved in microbial polyphosphate accumulation)

在生物体内,多种酶共同调控 poly⁃P 的合成和 分解代谢,见图 2( Brown and Kornberg, 2008; 魏峥 等, 2009):多聚磷酸盐激酶(PPK)、多聚磷酸盐酯 酶(PPX)、多聚磷酸盐内切酶(PPN)、聚磷酸盐葡 萄糖激酶 (PPGK)、 poly⁃P⁃AMP⁃磷酸转移酶 (PAP)、聚磷酸盐果糖激酶和聚磷酸盐甘露糖激酶 等.在上述各种酶中,研究较为深入的是 PPK 和 PPX.它们与 poly⁃P 的代谢密切相关,分别由 ppk 和 ppx 基因编码.

下载
 

3.1 多聚磷酸盐激酶(PPK) 多聚磷酸盐激酶是与生物体内 poly⁃P 代谢相关的关键酶.它催化 ATP 末端的磷酸基团可逆地转 移到长链多聚磷酸盐(poly⁃P) 形成长度可达 1000 甚至更长的正磷酸盐线状或环状多聚物又称 PPK( Shi et al., 2015; Hossain et al., 2008).

反应式:ATP+(poly⁃P)n←→ADP+(poly⁃P)n+1(PPK); 除 PPK 外,近年来研究表明,一些微生物还存 在另一种结构比 PPK 简单,既可催化 GTP 上的磷 酸基团转移到 poly⁃P 上,同时又可催化 poly⁃P 生成 GTP 的酶 PPK2(Ishige et al., 2002; Sureka et al., 2009; Gangaiah et al., 2010; Nocek et al., 2008).其

反应式:

GDP+(poly⁃P)n+1←→GTP+(poly⁃P)n(PPK2);

PPK 最为保守,与 PPK2 的氨基酸序列相似度 极低.
PPK2 和 PPK 具有 4 个显著不同的特征.
1从 进化程度分析证实 PPK2 是比 PPK 更古老的蛋白 ( Achbergerová and Nahálka, 2014 );
2 PPK 和 PPK2 对鸟苷酸和腺苷酸的选择性不同(黄金玲等, 2014; Díaz et al., 2013):PPK2 可同等程度的催化 GTP 和 ATP 合成 poly⁃P;而 PPK 只能以 ATP 为底 物合成 poly⁃P. PPK2 也能够利用 poly⁃P 合成 GTP 或 ATP,且利用 poly⁃P 合成 GTP 的能力是合成 ATP 的 30 多倍;
3与 PPK 相比,PPK2 作用底物是短链 poly⁃P,且主要参与 poly⁃P 的分解代谢(黄金玲等, 2014);
4当 poly⁃P 的含量足够时,poly⁃P 间可发生 齐聚反应使生物体内的 PPK2 活性提高 10 倍,但 PPK 并不因此而发生变化.

目前为止,已从上百种细菌体内分离纯化出 PPK,而对真核生物体内 PPK 的研究不多.有研究者 从假丝酵母 (Candida sp.) 和盘基网柄菌 (D. discoideum)中发现了 PPK 的存在.研究发现盘基网 柄菌的 PPK 具有 1050 个氨基酸残基,而大肠杆菌 的 PPK 只有 688 个氨基酸残基,其氨基端多出的 370 多个氨基酸残基与大肠杆菌的 PPK 蛋白无同 源性(Rao et al., 2009).可以推断在蛋白结构上真 核生物 PPK 和原核生物的 PPK 是有差异的.大肠杆 菌的 PPK 结构分析显示其 PPK 是一个具有 4 个结 构域的二聚体,其活性位点位于一个 ATP 结合口袋 (ABP)的结构通道内,通道调节着 poly⁃P 的迁移 (Brown and Kornberg, 2008).Kornberg 对 PPK 结构 分析发现,ABP 有可能是 PPK 抑制因子的靶位点, 一旦抑制因子与 ABP 结合就会破坏 PPK 二聚体结 构致使 PPK 失活(Brown and Kornberg, 2008). Kumble 等研究表明,在大肠杆菌形成 poly⁃P 的过程 中,ATP 末端磷酸基团先被转移到 PPK 的组氨酸残 基 H441 和 H460 上形成一个磷酸酶中介体,随后, 在 PPK 的催化下,使 poly⁃P 的链长增加. 一旦对 H441 和 H460 进行定点诱变发现突变体蛋白不具 有合成 poly⁃P 的能力.对变铅青链霉菌(S.lividans) 的组氨酸标签蛋白分析发现其 PPK 与大肠杆菌的 PPK 具有相似的酶学特性,所不同的是 S.lividans 的 磷酸酶中介体可能是 ATP 的末端磷酸基团被转移 到保守组氨酸残基 H517 和 H536 上而形成的. 

 

摘自论文:DOI:10.13671 / j.hjkxxb.2015.0007

袁林江,周国标,南亚萍.2015.微生物聚磷及其酶学调控[J].环境科学学报,35(7):1955⁃1962
Yuan L J, Zhou G B, Nan Y P. 2015. Review on microbial polyphosphate accumulation and its enzymological regulation [ J]. Acta Scientiae Circumstantiae,35( 7) :1955⁃ 1962 

 
     
    更多>同类技术资料
    0相关评论

    推荐图文
    推荐技术资料
    网站首页  |  2024年发酵工业网第12期电子月刊  |  设备维修  |  关于我们  |  联系方式  |  付款方式  |  广告合作  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  网站留言  |  RSS订阅  |  违规举报  |  鄂ICP备2024036847号-1
    Powered By DESTOON