ЕНОЛАЗА: СТРУКТУРА, МЕХАНИЗАМ ДЕЛОВАЊА, ФУНКЦИЈЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

Енолазе је ензим одговоран за обављање конверзије Д-2-Фосфоглицерат (2ПГА) фосфоенолпирувата (ПЕП) у гликолиза и глуконеогенези супротна реакција два метаболичких путева су део метаболизма ћелијске енергије.

Одлука да се ова реакција катализује у једном или другом смеру зависи од приступа ћелије глукози. Односно, о потребама које морате прилагодити метаболизму деградацији или синтези да бисте добили енергију. Неопходна за реализацију њихових виталних процеса.

Тродимензионална структура Еноласе. Јавахар Сваминатхан и особље МСД-а из Европског института за биоинформатику, из Викимедиа Цоммонс.

С обзиром да оба метаболичка пута припадају средишњем метаболичком стаблу живих бића, није изненађујуће да се низ аминокиселина овог протеина чува у археама, бактеријама и еукариотама. И зато има слична каталитичка својства.

Локализација енолазе у ћелији је ограничена на цитосол, одељак у којем се у већини организама одвијају и гликолиза (која се такође назива гликолиза) и глуконеогенеза.

Међутим, откривен је и у другим ћелијским одељењима, попут плазма мембране многих патогена и ћелија рака. Чини се да је тамо укључен у олакшавање процеса дисеминације ћелија, функција потпуно другачија од класичне функције.

Ензими који могу да обављају више функција, као што је енолаза, познати су као ензими месечине.

Структура

Кватарна структура енолазе везана или не на њене лиганде одређена је код великог броја прокариотских и еукариотских јединки.

Сваки мономер има два домена: мали домен амино-терминала и већи домен карбокси-терминала. Н-терминални домен састоји се од три α хеликоптера и четири β плоче. Док је Ц-терминал састављен од осам β листова који се наизменично изме бетвеену њих творе β-бачву која је окружена са осам α завршетака.

Надаље, на сваком мономеру налазе се два места везивања двовалентних катиона која су названа "место конформације" и "каталитичко место". Први није баш селективан и може да везује велики број двовалентних катиона у одсуству супстрата.

Док се други везује за јоне након што се супстрат везује за ензим. Везивање јона за обе локације је од виталне важности за реакцију.

Коначно, важно је напоменути да су код хомодимера мономери спојени одржавајући паралелну оријентацију. Због тога је активно место ограничено на централни регион формиран поменутим спајањем.

Међутим, само остаци једног од два мономера учествују у катализи. Ово објашњава способност мономера да спроведу реакцију у експерименталним условима.

Механизам дејства

Механизам деловања који користи ензим Еноласе. Аутор Ктхомпсон08 са енглеске Википедије, са Викимедиа Цоммонс.

Структурне студије, као и оне које су омогућиле утврђивање кинетичких и физикално-хемијских карактеристика енолазе, омогућиле су разумевање његовог механизма деловања.

Начин на који ензим катализира реакцију је прилично занимљив. Иако је укључен само један супстрат, предложен редоследни механизам је оно што је предложено.

Ово започиње везивањем јона Мг2 + на конформацијско место једног од мономера. Наставља са везањем супстрата на активно место, затим везањем другог јона на каталитичко место и завршава се брзим ослобађањем производа након што се реакција спроведе. У овом тренутку, Мг2 + остаје везан за место конформације.

У складу са истим линијама, како би се потакнула реакција, ензим прво посредује у стварању интермедијера карбиона, елиминишући протон из угљеника 2 од 2ПГА. То се постиже захваљујући деловању остатака основне аминокиселине.

Секвенцијално, уклањање хидроксил угљеника 3 догађа се дејством киселог остатка ензима. У овом тренутку, спајање оба угљеника се врши двоструком везом која формира ПЕП. На овај начин реакција се прекида.

Карактеристике

Многи до сада проучени ензими су у стању да обављају различите функције које нису повезане са њиховом "класичном функцијом" у различитим ћелијским оделцима. Ови ензими су названи ензимима „месечине“.

У том смислу, енолаза се може сматрати ензимом месечине, јер су јој се досад приписивале бројне функције супротстављене класичној функцији и у бактеријама и у еукариотама.

Неке од ових функција су следеће:

- Учествује у одржавању ћелијског облика као и у везикуларном промету интеракцијом са цитоскелетним протеинима.

- У језгру ћелија сисара он делује као фактор транскрипције који регулише експресију гена повезаних са ћелијском пролиферацијом. Сурађује у одржавању стабилности мРНА у деградосому бактерија.

- Код патогена, као што су Стрептоцоццус пнеумониае и Трипаносома црузи, чини се да делује као важан фактор вируленције.

- Такође је откривено да се код Стрептоцоццус пиогенес енолаза излучује у ванћелијско окружење, олакшавајући разградњу ткива и евазију имуног система код домаћина.

- Изражава се на површини ћелија тумора, појачавајући метастазе.

Еоласе и његова веза са механизмима ћелијске дисеминације

Многи патогени, као и туморске ћелије, изражавају се у својој мембрани или излучују протеазе способне да разграђују протеине ванћелијског матрикса у ванћелијску средину.

Ова способност омогућава овим ћелијама да се пробију кроз ткива и брзо се шире по организму домаћина. Промовишући на овај начин утају имунолошког система, а самим тим и успостављање инфекције.

Иако енолази недостаје активност протеазе, она учествује у процесу дисеминације многих патогена свог домаћина као и ћелија тумора током метастаза.

Ово се постиже захваљујући чињеници да се експримира на површини ових ћелија функционишући као рецептор плазминогена. Последњи је зимоген серинске протеазе познат као плазмин који је део фибринолизног система и делује разградњом протеина ванћелијског матрикса.

Стога је површинска експримирана енолаза стратегија коју су ове ћелије стекле да би успоставиле инфекцију и успешно се шириле.

Ова стратегија се састоји од два процеса:

- евазија имунолошког система домаћина. Пошто су ове ћелије обложене сопственим протеинима домаћина, ћелије имунолошког система које игноришу не-сопствене протеине повезане са патогенима игноришу их.

- Дисакција плазминогена у плазмину након активације. Чије учешће у разградњи протеина изванстаничног матрикса олакшава брзо и ефикасно ширење.

Референце

1. Авилан Л, Гуалдрон-Лопез М, Куинонес В, Гонзалез-Гонзалез Л, Ханнаерт В, Мицхелс ПАА, Цонцепцион ЈЛ. Енолаза: кључни играч метаболизма и вјероватни фактор вируленције триппаносоматидних паразита - перспективе за њену употребу као терапеутски циљ. Ензимско истраживање. 2011 вол. ИД чланка932549, 14 страна.
2. Бховмицк И, Кумар Н, Схарма С, Цоппенс И, Јарори ГК, Пласмодиум фалципарум еноласе: експресија специфична за стадиј и подћелијска локализација. Малариа Јоурнал. 2009; 8 (1). члан 179.
3. Дан И, Песхавариа М, Куинн ГБ, Диференцијални молекулски сат у еволуцији изопротеина енолазе. Часопис за молекуларну еволуцију. 1993; 36 (6): 599-601.
4. де ла Торре-Есцудеро Е, Манзано-Роман Р, Перез-Санцхез Р, Силес-Луцас М, Олеага А. Клонирање и карактеризација површинске асоциране на плазминоген површинску повезану енолазу из Сцхистосома бовис. Ветеринарска паразитологија. 2010; 173: 73-84.
5. Диново ЕЦ, Боиер ПД. Изотопне сонде механизма реакције енолазе. Почетни и равнотежни течај изотопа: примарни и секундарни ефекти изотопа. Ј Биол Цхем, 1971; 246 (14): 4586-4593.
6. Кабердин ВР, Лин-Цхао С, откривање нових улога за мање компоненте РНА деградосома Е. цоли. РНА Биологи. 2009; 6 (4): 402-405.
7. Келлер А, Пелтзер Ј, Царпентиер Г. Интеракције енолазних изоформа са тубулином и микротубулама током миогенезе. Биоцхимица ет Биопхисица Ацта, 2007; 1770 (6): 919-926.
8. Лунг Ј, Лиу КЈ, Цханг ЈИ, Леу СЈ, Схих НИ. МБП-1 се ефикасно кодира алтернативним транскриптом ЕНО1 гена, али је пост-транслационо регулисан прометом протеина који зависи од протеасома. ФЕБС Јоурнал. 2010; 277 (20): 4308-4321.
9. Панчоли В. Мултифункционална α-енолаза: њена улога у болестима. Науке о ћелијском и молекуларном животу. 2001; 58 (7): 902-920.
10. Поинер РР, Цлеланд ВВ, Реед ГХ. Улога јона метала у катализи енолазе. Наређени кинетички механизам за један ензим супстрата. Биохемија. 2001; 40: 9008-8017.
11. НЦ Сеговиа-Гамбоа, Цхавез-Мунгуиа Б, Медина-Флорес А, Ентамоеба инваденс, процес енцистације и енолаза. Експериментална паразитологија. 2010; 125 (2): 63-69.
12. Танака М, Сугисаки К, Накасхима К, Пребацивање нивоа транслабилних мРНА за изоламе енолазе током развоја скелетног мишића пилића. Биохемијска и биофизичка истраживачка комуникација. 1985; 133 (3): 868-872.