蛋氨酸合酶

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目录 1 功能 2 钴胺的氧化状态 三 关联 4 结构亮点 5 蛋氨酸合酶3D结构 6 致谢 7 工具书类

蛋氨酸合酶（MS；酶代码：2.1.1.13）或5-甲基四氢叶酸S-同型半胱氨酸甲基转移酶酶在里面吗单碳代谢将叶酸循环与蛋氨酸循环联系起来。MS催化甲基基团从5-甲基四氢叶酸（5-me-THF）转移到同型半胱氨酸，从而形成蛋氨酸和四氢叶酸酯（THF）。蛋氨酸是人体健康细胞和组织生长所需的一种必需氨基酸。它是必不可少的，因为它不是从我们的身体中自然产生的。由于它以S-腺苷甲硫氨酸的形式被用作甲基供体，因此产生的同型半胱氨酸被回收以再次形成甲硫氨酸。

功能

MS是一种B12依赖酶，负责从同型半胱氨酸中再生蛋氨酸。MS使用维生素B12钴胺作为辅助因子。从同型半胱氨酸到蛋氨酸的变化是一个SN2反应，其中5-me THF的N-5上的甲基被捐赠给Cob（I）alamin，形成甲基钴胺（或me-Cob（III）alammin）。这是一个复杂的反应，因为产品THF是一个差的离开基团，需要“超级亲核剂”Cob（I）alamin来进行反应^[1][2]作为甲基载体。

5-me THF是亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR公司)从叶酸循环。

钴胺素的氧化状态

钴胺在MS循环中以三种不同的氧化状态存在。

钴（I）阿拉明：处于+1氧化状态的钴被称为“超级亲核剂”，因为在催化循环中，它需要高能量来进行破坏THF和甲基之间的键的复杂SN2反应。

钴（III）阿拉明：当His 759取代二甲基苯并咪唑（DMB）配体，使甲基被Cob（I）阿拉敏接受，形成Me-Cob（III）阿拉敏时，钴处于+3氧化状态。

钴（II）阿拉明：Cob（I）alamin对氧气具有高度反应性，因此在有氧条件下，Cob（II）alammin偶尔会氧化，导致处于+2氧化状态的非活性Cob（III）alamine酶。这是通过使用Flavodoxin作为电子供体，通过还原甲基化来调节的，以重新激活Cob（I）alamin，然后用SAM提供的甲基再生Me-Cob（III）alammin^[3].

关联

MS是一种重要的酶，负责生成我们身体健康细胞和组织生长以及蛋白质合成所需的蛋氨酸。任何MS和/或B12缺陷都可能导致异常出生缺陷或贫血等疾病^[2].

结构亮点

蛋氨酸合酶3D结构

蛋氨酸合成酶3D结构

显示：非对称单元 生物组件 用鼠标拖动结构进行旋转  导出动画图像 目录 1 域组织 2 钴胺结合 三 Cap域 4 钴胺活化 域组织 蛋氨酸合成酶包含四个结构域，每个结构域都具有独特的功能，与作为甲基载体的Cob（I）alamin结合。在N末端，5-me-THF在催化循环中向Cob（I）alamin提供一个甲基，然后Cob（Ⅰ）alammin将其提供给同型半胱氨酸以形成蛋氨酸。然而，大约每隔2000个循环，钴（I）阿拉明就会被氧化（如下图中的深黄色所示），现在需要还原和再甲基化来触发再活化循环。在C末端，S-腺苷蛋氨酸或SAM以黄酮为电子供体供体供奉甲基[4]. MS的完整结构尚未确定。 这里显示的是结构的字母折叠算法中，N端2个域和C端2个domins的实验结构重叠。 如下图所示，预测对单个域的内部结构具有很高的置信度，但对相对方向没有信心。 在每个循环中，为了使甲基转移成功，域必须位于足够靠近钴胺的位置。MS的构象允许底物呈现给钴胺以发生反应。 钴胺结合 钴胺素结合结构域具有一个特殊的特征，即它最自然地以保护性构象存在，以防止不必要的化学反应发生（PDB:1BMT）。这被称为“封盖”机制。 DMB，在被组氨酸残基从钴中置换出来，形成Me-Cob（III）阿拉明[5]. Cap域 当B12不与其他三个底物结合域中的一个结合时，它受到. 在Cob（I）alamin结合域中作为第五配体进出B12结构域。他的759通过氢键与Asp 757和Ser 810结合，形成配体三联体，提高了催化循环期间甲基转移的效率（未显示）。戴上他的帽子，帽子戴在科巴拉明身上。当与激活域相互作用时，没有盖子的空间，钴胺有点移到组氨酸的范围之外（在晶体结构中，他们使用His759Gly突变来支持His-off构象）。[4]. 钴胺活化 大约每2000个周期，钴胺素需要通过S-腺苷蛋氨酸（SAM）甲基化。为了确定活化构象的结构，使用了突变体H759G。这种突变使与激活结构域结合的帽合构象中具有B12结构域的酶的比例最大化。由于同型半胱氨酸与S-腺苷蛋氨酸的甲基化会导致无效循环，因此必须仔细调节B12结构域和激活结构域的途径。因此，应保留这一步骤，以将B12从+2钴氧化状态中解救出来，然后使用5-me THF中的甲基基团恢复同型半胱氨酸的甲基化。

致谢

非常感谢Theis博士、Anna、Mike和Shaylie对为MS创建B12域3D结构图像的热情和帮助。

还感谢Drennan博士花时间审阅页面并提供有用的改进建议。

工具书类

1. ↑Ragsdale西南部Banerjee R。维生素B12的许多方面：由钴胺依赖酶催化。生物化学年度收益。2003;72:209-47. doi:10.1146/annurev.biochem.72.121801.161828。PMID：14527323数字对象标识：http://dx.doi.org/10.1146/annurev.biochem.72.121801.161828
2. ↑^{2 2.1}Kung Y，Ando N，Doukov TI，Blasiak LC，Bender G，Seravali J，Ragsdale SW，Drennan CL.可视化B（12）依赖性甲基转移酶复合物中的分子杂耍。自然。2012年3月14日。doi:10.1038/nature10916。PMID：22419154数字对象标识：10.1038/性质10916
3. ↑Bandarian V、Ludwig ML、Matthews RG。调节大模块蛋白构象平衡的因素：钴胺依赖性蛋氨酸合成酶的个案研究。美国国家科学院院刊2003年7月8日；100(14):8156-63. doi：，10.1073/pnas.1133218100。Epub 2003年6月27日。PMID：12832615数字对象标识：http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1133218100
4. ↑^{4 4.1}Bandarian V、Pattridge KA、Lennon BW、Huddler DP、Matthews RG、Ludwig ML。区域交替将B（12）依赖的蛋氨酸合成酶转换为激活构象。自然结构生物。2002年1月；9(1):53-6. PMID：11731805数字对象标识：10.1038/nsb738
5. ↑Banerjee R，拉格斯代尔西南部。维生素B12的许多方面：由钴胺依赖酶催化。生物化学年度收益。2003;72:209-47. doi:10.1146/annurev.biochem.72.121801.161828。PMID：14527323数字对象标识：http://dx.doi.org/10.1146/annurev.biochem.72.121801.161828