Fosfogliserat mutase

Fosfogliserat mutase (PGM) ialah sebarang enzim yang memangkinkan langkah kelapan glikolisis: pemindahan dalaman kumpulan fosfat daripada C-3 kepada C-2 yang mengakibatkan penukaran 3-fosfogliserat (3PG) kepada 2-fosfogliserat (2PG) melalui perantaraan 2,3-bifosfogliserat. Enzim ini dikategorikan kepada dua kelas berbeza, bergantung kepada kofaktor (dPGM) atau bebas kofaktor (iPGM). Enzim dPGM (EC 5.4.2.11) terdiri daripada kira-kira 250 asid amino dan terdapat dalam semua vertebrat serta dalam beberapa invertebrat, kulat dan bakteria. iPGM (EC 5.4.2.12) pula ditemui dalam semua tumbuhan dan alga serta dalam beberapa invertebrat, kulat, dan bakteria positif Gram. Kelas enzim PGM ini berkongsi superkeluarga yang sama dengan fosfatase alkali.

 Mekanisme 
PGM ialah enzim isomerase yang memindahkan kumpulan fosfat (PO43−) daripada karbon C-3 3-fosfogliserat ke karbon C-2 untuk membentuk 2-fosfogliserat. Terdapat sejumlah tiga tindak balas yang dapat dimangkinkan dPGM: tindak balas mutase menghasilkan penukaran 3PG kepada 2PG dan sebaliknya, tindak balas fosfatase menghasilkan fosfogliserat daripada 2,3-bisfosfogliserat, dan tindak balas sintase menghasilkan 2,3-bifosfogliserat daripada 1,3-bifosfogliserat, serupa dengan enzim bifosfogliserat mutase. Kajian kinetik dan struktur telah memberi bukti bahawa dPGM dan bisfosfogliserat mutase adalah paralog. Kedua-dua enzim terkandung dalam superkeluarga yang juga mengandungi bahagian fosfatase fosfofruktokinase 2 dan asid prostatik fosfatase.

Tindak balas mutase yang dimangkin melibatkan dua kumpulan fosforil berasingan dan fosfat yang berakhir di karbon 2 bukanlah fosfat yang sama yang dikeluarkan dari karbon 3.Dalam keadaan awal enzim bergantungan kofaktor, tapak aktif mengandungi kompleks fosfohistidina yang dibentuk oleh fosforilasi sisa histidina tertentu. Apabila 3-fosfogliserat memasuki tapak aktif, kompleks fosfohistidina diletakkan untuk memudahkan pemindahan fosfat daripada enzim ke substrat C-2, menghasilkan perantaraan 2,3-bifosfogliserat.

Penyahfosforilan histidina menggerakkan perubahan alosterik setempat dalam konfigurasi enzim yang kini menjajarkan substrat kumpulan fosfat 3-C dengan histidina tapak aktif, dan memudahkan pemindahan fosfat mengembalikan enzim kepada keadaan terfosforilasi awal untuk melepaskan produk 2-fosfogliserat. 2,3-bisfosfogliserat memerlukan kofaktor bagi dPGM. Sebaliknya, kelas iPGM adalah bebas daripada 2,3-bisfosfogliserat, dan memangkinkan pemindahan intramolekul kumpulan fosfat pada monobisfosfogliserat menggunakan perantara fosfoerina.

 Ringkasan reaksi 
3PG + P-Enzim → 2,3BPG (perantara) + Enzim → 2PG + P-Enzim

 Isozim 
Mutasi fosfogliserat wujud secara utamanya sebagai dimer dua subunit yang serupa atau berkait rapat dengan jisim kira-kira 32 kDa. Enzim ini terdapat dalam organisma seringkas yis hingga Homo sapiens, dan strukturnya sangat terpelihara dalam kalangan organisma. (Yis PGM adalah ≈74% dipelihara berbanding bentuk mamalia).

Dalam mamalia, subunit enzim kelihatan sama ada dalam bentuk asal otot (jenis m) atau tisu lain (jenis b bagi otak, di mana isozim pada asalnya diasingkan). Sebagai dimer, enzim kemudiannya mempunyai 3 isozim bergantung pada subunit apa yang membentuk keseluruhan molekul (mm, bb atau mb). Jenis mm ditemui terutamanya dalam otot licin hampir secara eksklusif. Isozim mb terdapat dalam otot jantung dan rangka, dan jenis bb terdapat dalam tisu lain. Walaupun ketiga-tiga isozim boleh didapati dalam mana-mana tisu, taburan di atas adalah berdasarkan kelaziman dalam setiap tisu.

 Kawal atur 
Fosfogliserat mutase mempunyai tenaga bebas Gibbs positif yang kecil, dan tindak balas ini berjalan dengan mudah dalam kedua-dua arah. Oleh kerana ia adalah tindak balas berbalik, ia bukanlah tapak kawal atur utama dalam glikolisis.

Molekul anion seperti vanadat, asetat, ion klorida, fosfat, 2-fosfoglikolat, dan N-[tris(hidroksimetil)metil-2-amino]etanasulfonat dikenali sebagai perencat aktiviti mutase dPGM. Kajian telah menunjukkan dPGM sensitif terhadap perubahan kepekatan ion, di mana peningkatan kepekatan garam mengakibatkan pengaktifan aktiviti fosfatase enzim sambil menghalang aktiviti mutasenya. Garam tertentu seperti KCl diketahui sebagai perencat berpersaingan berkenaan aktiviti 2-fosfogliserat dan mutase. Kedua-dua fosfat dan 2-fosfoglikolat ialah perencat berpersaingan aktiviti mutase berkenaan substrat 2-fosfogliserat dan 2,3-bisfosfogliserat.

 Kepentingan klinikal 
Pada manusia gen PGAM2 yang mengekod enzim ini terletak pada lengan pendek kromosom 7.

 Rujukan 

 Pautan luar 


 PDBe-KB memberikan gambaran semua maklumat struktur dalam PDB berkenaan fosfogliserat mutase 1 manusia

Kategori:Enzim glikolisis
Kategori:EC 5.4.2