Fosfoglicerato mutase - Phosphoglycerate mutase

O citrato é estruturalmente semelhante ao substrato 3-fosfoglicerato. A molécula de citrato é mostrada em verde. O suspeito resíduo de histidina cataliticamente essencial envolvido na formação do complexo de fosfohistidina está diretamente à esquerda da molécula de citrato ligada.

fosfoglicerato mutase 1 (cérebro)
Identificadores
Símbolo	PGAM1
Alt. símbolos	PGAMA
Gene NCBI	5223
HGNC	8888
OMIM	172250
RefSeq	NM_002629
UniProt	P18669
Outros dados
Número CE	5.4.2.11
Locus	Chr. 10 q25.3
Procurar Estruturas Modelo suíço Domínios InterPro

Esta enzima não deve ser confundida com a bisfosfoglicerato mutase, que catalisa a conversão de 1,3-bisfosfoglicerato em 2,3-bisfosfoglicerato .

Fosfoglicerato mutase (PGM) é qualquer enzima que catalisa a etapa 8 da glicólise . Eles catalisam a transferência interna de um grupo fosfato de C-3 para C-2 que resulta na conversão de 3-fosfoglicerato (3PG) em 2-fosfoglicerato (2PG) através de um intermediário 2,3-bisfosfoglicerato. Essas enzimas são categorizadas em duas classes distintas de cofator- dependente (dPGM) ou cofator-independente (iPGM). A enzima dPGM ( EC 5.4.2.11 ) é composta por aproximadamente 250 aminoácidos e é encontrada em todos os vertebrados, bem como em alguns invertebrados, fungos e bactérias. A classe iPGM ( EC 5.4.2.12 ) é encontrada em todas as plantas e algas, bem como em alguns invertebrados, fungos e bactérias Gram-positivas. Esta classe de enzima PGM compartilha a mesma superfamília da fosfatase alcalina .

Mecanismo

PGM é uma enzima isomerase , transferindo efetivamente um grupo fosfato (PO ₄ ³⁻ ) do carbono C-3 do 3-fosfoglicerato para o carbono C-2 formando 2-fosfoglicerato . Há um total de três reações que o dPGM pode catalisar: uma reação de mutase resultando na conversão de 3PG em 2PG e vice-versa, uma reação de fosfatase criando fosfoglicerato de 2,3-bisfosfoglicerato e uma reação de sintase produzindo 2,3-bisfosfoglicerato de 1 , 3-bisfosfoglicerato semelhante à enzima bisfosfoglicerato mutase. Estudos cinéticos e estruturais forneceram evidências que indicam que dPGM e bisfosfoglicerato mutase são estruturas parálogas . Ambas as enzimas estão contidas na superfamília que também contém a porção fosfatase da fosfofrutocinase 2 e a fosfatase ácida prostática .

A reação mutase catalisada envolve dois grupos fosforil separados e o fosfato final no carbono 2 não é o mesmo fosfato removido do carbono 3.
No estado inicial da enzima dependente de cofator , o sítio ativo contém um complexo de fosfo-histidina formado pela fosforilação de um resíduo específico de histidina . Quando o 3-fosfoglicerato entra no sítio ativo , o complexo de fosfo-histidina é posicionado de forma a facilitar a transferência do fosfato da enzima para o substrato C-2, criando um intermediário 2,3-bisfosfoglicerato .
A desfosforilação da enzima histidina atua em uma mudança alostérica local na configuração da enzima que agora alinha o grupo fosfato 3-C do substrato com o sítio ativo da enzima histidina e facilita a transferência de fosfato, retornando a enzima ao seu estado fosforilado inicial e liberando o produto 2-fosfoglicerato . O 2,3-bisfosfoglicerato é um cofator necessário para o dPGM. Em contraste, a classe iPGM é independente de 2,3-bisfosfoglicerato e catalisa a transferência intramolecular do grupo fosfato em monofosfogliceratos usando um intermediário fosfoserina.

Resumo da Reação

3PG + P-Enzima → 2,3BPG + Enzima → 2PG + P-Enzima

   3-phosphoglycerate         intermediate          2-phosphoglycerate

ΔG ° ′ = + 1,1kcal / mol

• 

  3PG

• 

  2,3BPG

• 

  2PG

Isoenzimas

A fosfoglicerato mutase existe principalmente como um dímero de duas subunidades idênticas ou intimamente relacionadas de cerca de 32 kDa. A enzima é encontrada em organismos tão simples como a levedura através do Homo sapiens e sua estrutura é altamente conservada. (Levedura PGM ~ 74% conservada vs forma de mamífero).

Em mamíferos, as subunidades enzimáticas parecem ser uma forma derivada de músculo (tipo m) ou outro tecido (tipo b para o cérebro onde a isozima b foi originalmente isolada). Existindo como um dímero, a enzima tem 3 isozimas dependendo de qual subunidade forma a molécula inteira (mm, bb ou mb). O tipo mm é encontrado principalmente no músculo liso quase exclusivamente. A isozima mb é encontrada no músculo cardíaco e esquelético e o tipo bb é encontrado no resto dos tecidos. Embora todas as três isoenzimas possam ser encontradas em qualquer tecido, as distribuições acima são baseadas na prevalência em cada uma.

Mapa de caminho interativo

Clique nos genes, proteínas e metabólitos abaixo para acessar os respectivos artigos.

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| alt = Glicólise e Gluconeogênese editar ]]

Glicólise e Gliconeogênese edição

Regulamento

A fosfoglicerato mutase tem uma pequena energia livre de Gibbs positiva e essa reação ocorre facilmente em ambas as direções. Por ser uma reação reversível, não é o local dos principais mecanismos de regulação ou esquemas de regulação da via glicolítica.

Moléculas aniônicas como vanadato , acetato , íon cloreto , fosfato , 2-fosfoglicolato e N- [tris (hidroximetil) metil-2-amino] etanossulfonato são inibidores conhecidos da atividade mutase de dPGM. Estudos têm demonstrado que o dPGM é sensível a mudanças na concentração iônica, onde concentrações crescentes de sais resultam na ativação da atividade da fosfatase da enzima enquanto inibe sua atividade mutase. Certos sais, como KCl, são conhecidos por serem inibidores competitivos em relação à atividade de 2-fosfoglicerato e mutase. Tanto o fosfato como o 2-fosfoglicolato são inibidores competitivos da atividade da mutase em relação aos substratos 2-fosfoglicerato e 2,3-bisfosfoglicerato.

Significado clínico

Em humanos, o gene PGAM2 que codifica essa enzima está localizado no braço curto do cromossomo 7.

A deficiência de fosfoglicerato mutase causa doença de armazenamento de glicogênio tipo X , uma doença genética autossômica recessiva rara com sintomas que variam de leve a moderado; não é considerada uma ameaça à vida e pode ser tratada com mudanças no estilo de vida. Isso se apresenta como uma miopatia metabólica e é uma das muitas formas de síndromes anteriormente chamadas de distrofia muscular. A deficiência de PGAM1 afeta o fígado, enquanto a deficiência de PGAM2 afeta o músculo.

O início é geralmente observado desde a infância até o início da idade adulta, embora algumas pessoas que possam ser levemente afetadas pelo distúrbio não saibam que o têm. Pacientes com deficiência de PGAM são geralmente assintomáticos, exceto quando se envolvem em esforços breves e extenuantes que podem desencadear mialgias, cãibras, necrose muscular e mioglobinúria. Uma característica patológica incomum da deficiência de PGAM é a associação com agregados tubulares. Os sintomas são intolerância ao esforço ou atividade física, cãibras e dores musculares. Fraqueza permanente é rara. A doença não é progressiva e tem excelente prognóstico.

Proteínas humanas contendo este domínio

BPGM ; PFKFB1 ; PFKFB2 ; PFKFB3 ; PFKFB4 ; PGAM1 ; PGAM2 ; PGAM4 ; PGAM5 ; STS1 ; UBASH3A ;

Referências

links externos

• Fosfoglicerato + Mutase na Biblioteca Nacional de Medicina dos Estados Unidos. Cabeçalhos de Assuntos Médicos (MeSH)
• PDBe-KB fornece uma visão geral de todas as informações de estrutura disponíveis no PDB para Fosfoglicerato mutase 1 humano