Homoseriinidehydrogenaasi

Homoseriinidehydrogenaasi on oksidoreduktaaseihin kuuluva entsyymi. Yhdiste katalysoi reversiibeliä hapetus-pelkistysreaktiota, jossa aspartaattisemialdehydistä muodostuu homoseriiniä. Homoseriinidehydrogenaasia esiintyy muun muassa bakteereissa, sienissä ja kasveissa, mutta ei eläimissä. Entsyymi on osa eräitä aminohappoja kuten treoniinia, isoleusiinia ja metioniinia tuottavaa aineenvaihduntareittiä. Homoseriinidehydrogenaasin EC-numero on EC 1.1.1.3.

Rakenne ja toiminta

Homoseriinidehydrogenaasista on kaksi rakenteellisesti ja toiminnallisesti hieman toisistaan eroavaa muotoa. Sienissä, arkeissa, grampositiivisissa bakteereissa sekä eräissä gramnegatiivisissa bakteereissa homoseriinidehydrogenaasi esiintyy kahdesta samanlaisesta alayksiköstä koostuvana dimeerinä. Esiermkiksi leivinhiivan entsyymin molekyylimassa on 81 kDa. Sen sijaan kasveissa ja eräissä gramnegatiivisissa bakteereissa, kuten Escherichia coli, entsyymi esiintyy bifunktionaalisena muotona, jolla on myös aspartokinaasin aktiivisuus. Tämä entsyymi on rakenteeltaan tetrameeri. Toimiakseen homoseriinidehydrogenaasi vaatii koentsyymikseen NADH- tai NADPH-molekyylin.

Homoseriinidehydrogenaasin katalysoiman reaktion reaktiomekanismin ensimmäisessä vaiheessa entsyymi pelkistää aspartaattisemialdehydin C4-asemassa olevan karboksyylihapporyhmän aldehydiryhmäksi ja hapettaa C1-asemassa olevan aldehydiryhmän karboksyylihapporyhmäksi. Tämän jälkeen mekanismilla on kaksi mahdollisuutta edetä. Kofaktorina toimina NADH- tai NADPH-molekyyli voi luovuttaa protonin suoraan aldehydiryhmällä, jolloin se pelkistyy ja muodostuu homoseriiniä. Toinen vaihtoehto on, että pelkistyvä välituote esiintyy aldehydin hydraattina eli geminaalisena diolina ja koentsyymi luovuttaa tälle molekyylille protonin, samalla kuin toinen hydroksyyliryhmistä poistuu molekyylistä. Homoseriinidehydrogenaasin inhibiittoreita ovat aminohapposynteesin lopputuotteet kuten treoniini, joskin tunnetaan myös isoentsyymejä, joita treoniini ei inhiboi.

Lähteet

Oksidoreduktaasit