{{위키데이터 속성 추적}}
{{infobox protein
| Name = 6-포스포글루코노락토네이스
| caption = 6-포스포글루콘산과 복합체를 형성한 트리파노소마 브루세이(''Trypanosoma brucei'')의 6-포스포글루코노락토네이스의 결정화된 단량체<ref name="DelarueDuclert-Savatier2007">{{저널 인용| vauthors = Delarue M, Duclert-Savatier N, Miclet E, Haouz A, Giganti D, Ouazzani J, Lopez P, Nilges M, Stoven V | title = Three dimensional structure and implications for the catalytic mechanism of 6-phosphogluconolactonase from ''Trypanosoma brucei'' | journal = Journal of Molecular Biology | volume = 366 | issue = 3 | pages = 868–81 | date = February 2007 | pmid = 17196981 | doi = 10.1016/j.jmb.2006.11.063 }}</ref>
| image = 6-phosphogluconolactonase_complexed_with_6-phosphogluconic_acid._PDB-_3E7F.png
| width =
| HGNCid = 8903
| Symbol = PGLS
| AltSymbols =
| EntrezGene = 25796
| OMIM = 604951
| RefSeq = NM_012088
| UniProt = O95336
| PDB =
| ECnumber = 3.1.1.31
| Chromosome = 19
| Arm = p
| Band = 13.2
| LocusSupplementaryData =
}}

'''6-포스포글루코노락토네이스'''({{llang|en|6-phosphogluconolactonase}}, '''6PGL, PGLS''') ({{EC number|3.1.1.31}})는 [[오탄당 인산 경로]]의 [[오탄당 인산 경로#산화적 단계|산화적 단계]]에서 [[6-포스포글루코노락톤]]의 [[6-포스포글루콘산]]으로의 [[가수분해]]를 [[촉매]]하는 [[효소]]이며, 모든 [[생물]]의 [[세포질]]에 존재하는 효소이다.<ref name=":2">{{서적 인용|title=Biochemistry|url=https://archive.org/details/biochemistry0000berg|last1=Berg|first1=Jeremy|last2=Tymoczko|first2=John|year=2012|edition=Seventh|publisher=W.H. Freeman and Company|location=New York, NY|pages=[https://archive.org/details/biochemistry0000berg/page/600 600]–601|isbn=9781429229364|last3=Stryer|first3=Lubert|name-list-style=vanc}}</ref> 6-포스포글로코노락토네이스의 계통명은 '''6-포스포-D-글루코노-1,5-락톤 락토노하이드롤레이스'''({{llang|en|6-phospho-D-glucono-1,5-lactone lactonohydrolase}})이다.

:6-포스포-D-글루코노-1,5-락톤 + H<sub>2</sub>O  ⇄  6-포스포-D-글루콘산

6-포스포글루코노락토네이스의 3차 구조는 루프에 클러스터된 [[활성 부위]] [[잔기]]와 함께 [[알파/베타 가수분해효소 슈퍼패밀리|α/β 가수분해효소 접힘]]을 사용한다. 효소의 결정 구조에 기초하여, 메커니즘은 활성 부위의 히스티딘 잔기에 의한 양성자 전달에 의존하는 것으로 제안되었다.<ref name="DelarueDuclert-Savatier2007"/> 6-포스포글루코노락토네이스는 6-포스포글루코노-δ-락톤의 가수분해를 선택적으로 촉매하며, [[락톤#명명법|γ-이성질체]]에 대한 활성은 없다.<ref name=":3">{{저널 인용| vauthors = Miclet E, Stoven V, Michels PA, Opperdoes FR, Lallemand JY, Duffieux F | title = NMR spectroscopic analysis of the first two steps of the pentose-phosphate pathway elucidates the role of 6-phosphogluconolactonase | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 276 | issue = 37 | pages = 34840–6 | date = September 2001 | pmid = 11457850 | doi = 10.1074/jbc.M105174200 | doi-access = free }}</ref>

== 효소 메커니즘 ==
6-포스포글루코노락토네이스에 의한 [[6-포스포글루코노락톤]]의 [[6-포스포글루콘산]]으로의 [[가수분해]]는 [[자일로스 이성질화효소]]<ref>{{저널 인용|title=A metal-mediated hydride shift mechanism for xylose isomerase based on the 1.6 A ''Streptomyces rubiginosus'' structures with xylitol and <small>D</small>-xylose|journal=Proteins|date=1991-03-01|volume=9|issue=3|pages=153–73|doi=10.1002/prot.340090302|pmid=2006134|vauthors=Whitlow M, Howard AJ, Finzel BC, Poulos TL, Winborne E, Gilliland GL|s2cid=39905317}}</ref>와 [[리보스 5-인산 이성질화효소]]<ref>{{저널 인용|title=Structure of ''Escherichia coli'' ribose-5-phosphate isomerase: a ubiquitous enzyme of the pentose phosphate pathway and the Calvin cycle|journal=Structure|date=January 2003|volume=11|issue=1|pages=31–42|doi=10.1016/S0969-2126(02)00933-4|pmc=2792023|pmid=12517338|vauthors=Zhang RG, Andersson CE, Savchenko A, Skarina T, Evdokimova E, Beasley S, Arrowsmith CH, Edwards AM, Joachimiak A, Mowbray SL}}</ref>와 유사하게 고리의 O5의 산소 원자로의 양성자 전달을 통해 진행되는 것으로 제안되었다.<ref name=":0" /> 반응은 C5 [[에스터]]에서 [[수산화물]] 이온의 공격을 통해 시작된다. [[활성 부위]]의 [[히스티딘]] [[잔기]]로부터 [[양성자]]를 공여함으로써 사면체 [[중간생성물]]이 형성되고 [[에스터 결합]]이 분해된다. 양성자 전달에 참여하는 특정 잔기는 2009년까지 밝혀지지 않았다. 이전의 구조 연구에서 활성 부위에서 [[기질 (화학)|기질]]의 두 가지 가능한 [[입체구조]]가 입증되었으며, 이는 고리의 O5 산소를 [[아르기닌]] 또는 히스티딘 잔기에 근접하게 위치시키는 것이다.<ref name="DelarueDuclert-Savatier2007"/> 분자 역학 시뮬레이션은 양성자를 제공하는 잔기가 히스티딘이고 아르기닌 잔기가 음전하를 띤 인산기의 전기적 안정화에만 관여하는 것을 발견하기 위해 사용되었다.<ref name=":0">{{저널 인용| vauthors = Duclert-Savatier N, Poggi L, Miclet E, Lopes P, Ouazzani J, Chevalier N, Nilges M, Delarue M, Stoven V | title = Insights into the enzymatic mechanism of 6-phosphogluconolactonase from ''Trypanosoma brucei'' using structural data and molecular dynamics simulation | journal = Journal of Molecular Biology | volume = 388 | issue = 5 | pages = 1009–21 | date = May 2009 | pmid = 19345229 | doi = 10.1016/j.jmb.2009.03.063 }}</ref> [[효소-기질 복합체]]의 전기적 안정화는 생성물인 카복실산과 주변 [[글리신]] 잔기의 골격 아민 사이에서도 일어난다.<ref name=":0" />
{|
|[[파일:6PGL_Mechanism.png|섬네일|왼쪽|711px|6-포스포글루코노락토네이스에 의한 6-포스포글루코노락톤 가수분해의 제안된 메커니즘]]
|}

== 효소 구조 ==
[[사람]]의 6-포스포글루코노락토네이스는 세포질의 생리학적 조건에서 단량체로 존재하며 총 분자량이 약 30 [[달톤 (단위)|kD]]인 258개의 아미노산 잔기들로 구성된다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Collard F, Collet JF, Gerin I, Veiga-da-Cunha M, Van Schaftingen E | title = Identification of the cDNA encoding human 6-phosphogluconolactonase, the enzyme catalyzing the second step of the pentose phosphate pathway(1) | journal = FEBS Letters | volume = 459 | issue = 2 | pages = 223–6 | date = October 1999 | pmid = 10518023 | doi = 10.1016/S0014-5793(99)01247-8 | s2cid = 29302175 | doi-access = free }}</ref> 효소의 3차 구조는 8개의 [[α-나선]]과 5개의 3<sub>10</sub> 나선으로 둘러싸인 평행 및 역평행 [[β-시트]]가 있는 [[알파/베타 가수분해효소 슈퍼패밀리|α/β 가수분해효소 접힘]]을 사용한다.<ref name="DelarueDuclert-Savatier2007"/> 단백질 3차 구조의 안정성은 [[아스파르트산]]과 [[아르기닌]] [[잔기]] 사이의 [[염다리]]를 통해, 그리고 방향족 곁사슬 스태킹 상호작용을 통해 강화된다.<ref name="DelarueDuclert-Savatier2007"/> [[트리파노소마 브루세이]](''Trypanosoma brucei'')로부터 분리한 6-포스포글루코노락토네이스는 비촉매적 역할을 하는 Zn<sup>2+</sup> 이온과 결합하는 것으로 나타났으나 [[테르모토가 마리티마]](''Thermotoga maritima'') 및 [[콜레라균]](''Vibrio cholerae'')을 포함한 다른 생물에서는 관찰되지 않는다.<ref name="DelarueDuclert-Savatier2007"/>

== 생물학적 기능 ==
6-포스포글루코노락토네이스는 [[6-포스포글루코노락톤]]을 [[6-포스포글루콘산]]으로 전환하는 [[화학 반응|반응]]을 [[촉매]]한다. 이들 화합물은 [[포도당]]을 [[리불로스 5-인산]]으로 전환시키는 [[오탄당 인산 경로]]의 산화적 단계에서의 [[대사 중간생성물]]이다. 오탄당 인산 경로의 산화적 단계에서 1분자의 이산화 탄소(CO<sub>2</sub>)가 방출되고 2 NADP<sup>+</sup>로부터 2 [[NADPH]]가 생성된다. 오탄당 인산 경로의 산화적 단계의 최종 생성물인 리보스 5-인산은 오탄당 인산 경로의 비산화적 단계에 의해 추가로 처리되어 [[뉴클레오타이드]], [[아데노신 삼인산|ATP]] 및 [[조효소 A]]를 포함한 [[생체분자]]를 합성하는 데 사용된다.<ref name=":2" />

오탄당 인산 경로에서 6-포스포글루코노락토네이스에 선행하는 효소인 [[포도당 6-인산 탈수소효소]]는 독점적으로 6-포스포글루코노락톤의 δ-이성질체를 형성한다. 그러나 δ-이성질체가 축적되면 이 화합물은 분자 내 재배열을 거쳐 보다 안정적인 γ-형태로 이성질화될 수 있으며, γ-이성질체는 6-포스포글루코노락토네이스에 의해 [[가수분해]]될 수 없고 오탄당 인산 경로의 [[오탄당 인산 경로#비산화적 단계|비산화적 단계]]로 계속 진행될 수 없다. 6-포스포글루코노락톤의 δ-이성질체를 빠르게 가수분해함으로써 6-포스포글루코노락토네이스는 세포가 이용할 수 있는 포도당 자원을 낭비시키는 γ-이성질체의 축적 및 후속적인 형성을 방지한다.<ref name=":3" /> 6-포스포글루코노락톤은 또한 [[대장균]]에서 발현되는 [[폴리히스티딘-태그]] 단백질의 α-''N''-6-포스포글루코노일화에 의해 입증된 세포 내 [[친핵체]]로부터 공격을 받기 쉽다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Geoghegan KF, Dixon HB, Rosner PJ, Hoth LR, Lanzetti AJ, Borzilleri KA, Marr ES, Pezzullo LH, Martin LB, LeMotte PK, McColl AS, Kamath AV, Stroh JG | title = Spontaneous α-''N''-6-phosphogluconoylation of a "His tag" in ''Escherichia coli'': the cause of extra mass of 258 or 178 Da in fusion proteins | journal = Analytical Biochemistry | volume = 267 | issue = 1 | pages = 169–84 | date = February 1999 | pmid = 9918669 | doi = 10.1006/abio.1998.2990 }}</ref><ref>{{저널 인용| vauthors = Kim KM, Yi EC, Baker D, Zhang KY | title = Post-translational modification of the ''N''-terminal His tag interferes with the crystallization of the wild-type and mutant SH3 domains from chicken src tyrosine kinase | journal = Acta Crystallographica Section D | volume = 57 | issue = Pt 5 | pages = 759–62 | date = May 2001 | pmid = 11320329 | doi = 10.1107/s0907444901002918 | doi-access = free }}</ref> 6-포스포글루코노락토네이스에 의한 6-포스포글루코노락톤의 효율적인 가수분해는 락톤의 축적과 그에 따른 독성 반응이 락톤 중간생성물과 [[세포]] 사이에서 일어나는 것을 방지한다.<ref name=":3" />

== 질병과의 관련성 ==
[[말라리아]] 감염원인 [[플라스모디움 베르게이]](''Plasmodium berghei'')와 [[플라스모디움 팔시팔룸]](''Plasmodium falciparum'')은 [[포도당 6-인산 탈수소효소]]와 6-포스포글루코노락토네이스 활성을 모두 나타내는 이기능성 효소를 발현하여 [[오탄당 인산 경로]]의 처음 두 단계를 [[촉매]]할 수 있는 것으로 나타났다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Clarke JL, Scopes DA, Sodeinde O, Mason PJ | title = Glucose-6-phosphate dehydrogenase-6-phosphogluconolactonase. A novel bifunctional enzyme in malaria parasites | journal = European Journal of Biochemistry | volume = 268 | issue = 7 | pages = 2013–9 | date = April 2001 | pmid = 11277923 | doi = 10.1046/j.1432-1327.2001.02078.x }}</ref> 이러한 이기능성 효소는 말라리아 감염원에 대한 약물 표적으로 확인되었으며,<ref>{{저널 인용| vauthors = Allen SM, Lim EE, Jortzik E, Preuss J, Chua HH, MacRae JI, Rahlfs S, Haeussler K, Downton MT, McConville MJ, Becker K, Ralph SA | title = ''Plasmodium falciparum'' glucose-6-phosphate dehydrogenase 6-phosphogluconolactonase is a potential drug target | journal = The FEBS Journal | volume = 282 | issue = 19 | pages = 3808–23 | date = October 2015 | pmid = 26198663 | doi = 10.1111/febs.13380 | s2cid = 46398163 }}</ref> 저분자 [[효소 저해제|저해제]]의 [[고속대량 스크리닝]]을 통해 잠재적으로 강력한 [[항말라리아제]]가 될 수 있는 새로운 화합물들을 발견하였다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Preuss J, Hedrick M, Sergienko E, Pinkerton A, Mangravita-Novo A, Smith L, Marx C, Fischer E, Jortzik E, Rahlfs S, Becker K, Bode L | title = High-throughput screening for small-molecule inhibitors of ''Plasmodium falciparum'' glucose-6-phosphate dehydrogenase 6-phosphogluconolactonase | journal = Journal of Biomolecular Screening | volume = 17 | issue = 6 | pages = 738–51 | date = July 2012 | pmid = 22496096 | doi = 10.1177/1087057112442382 | pmc = 8765527 | doi-access = free }}</ref><ref>{{저널 인용| vauthors = Preuss J, Maloney P, Peddibhotla S, Hedrick MP, Hershberger P, Gosalia P, Milewski M, Li YL, Sugarman E, Hood B, Suyama E, Nguyen K, Vasile S, Sergienko E, Mangravita-Novo A, Vicchiarelli M, McAnally D, Smith LH, Roth GP, Diwan J, Chung TD, Jortzik E, Rahlfs S, Becker K, Pinkerton AB, Bode L | title = Discovery of a ''Plasmodium falciparum' glucose-6-phosphate dehydrogenase 6-phosphogluconolactonase inhibitor (''R,Z'')-''N''-((1-ethylpyrrolidin-2-yl)methyl)-2-(2-fluorobenzylidene)-3-oxo-3,4-dihydro-2H-benzo[b][1,4]thiazine-6-carboxamide (ML276) that reduces parasite growth ''in vitro'' | language = EN | journal = Journal of Medicinal Chemistry | volume = 55 | issue = 16 | pages = 7262–72 | date = August 2012 | pmid = 22813531 | pmc = 3530835 | doi = 10.1021/jm300833h }}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[오탄당 인산 경로]]
* [[6-포스포글루코노락톤]]
* [[6-포스포글루콘산]]
* [[포도당 6-인산 탈수소효소]]
* [[6-포스포글루콘산 탈수소효소]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 외부 링크 ==
* {{MeshName|6-phosphogluconolactonase}}
* {{저널 인용| vauthors = Collard F, Collet JF, Gerin I, Veiga-da-Cunha M, Van Schaftingen E | title = Identification of the cDNA encoding human 6-phosphogluconolactonase, the enzyme catalyzing the second step of the pentose phosphate pathway(1) | journal = FEBS Letters | volume = 459 | issue = 2 | pages = 223–6 | date = October 1999 | pmid = 10518023 | doi = 10.1016/S0014-5793(99)01247-8 | s2cid = 29302175 | doi-access = free }}

{{오탄당 인산 경로 효소}}
{{효소}}
{{에스터레이스}}

[[분류:EC 3.1.1]]
[[분류:인간 19번 염색체상 유전자]]