3-Dehydrochinat-Synthase

3-Dehydrochinat-Synthase
	Bändermodell der 3-Dehydrochinat-Synthase von Helicobacter pylori, nach PDB 3CLH
Andere Namen	DHQ-Synthase
	Vorhandene Strukturdaten: PDB 5EKS, PDB 3ZOK, PDB 1DQS
Masse/Länge Primärstruktur	362 Aminosäuren, 38.881 Da
Sekundär- bis Quartärstruktur	Monomer, Dimer, Homodimer
Kofaktor	NAD+
Bezeichner
Gen-Name(n)	aroB (E. coli)
Externe IDs	UniProt: P07639; CAS-Nummer: 37211-77-1;
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	4.2.3.4, Lyase
Reaktionsart	Cyclisierung
Substrat	3-Desoxyarabinoheptulosanat-7-phosphat
Produkte	3-Dehydrochinat + Pi
Vorkommen
Homologie-Familie	HOG000007970
Übergeordnetes Taxon	Bacteria, Eukaryota
	Orthologe (E. coli)
Entrez	947927
UniProt	P07639
Refseq (Protein)	NP_417848.1
PubMed-Suche	947927

3-Dehydrochinat-Synthase ist ein Enzym, das zum größten Teil in Bakterien, aber auch in Eukaryoten und Archaeen vorkommt. Es katalysiert den zweiten Reaktionsschritt des Shikimisäurewegs. Dabei wird 3-Desoxyarabinoheptulosanat-7-phosphat zu 3-Dehydrochinat cyclisiert.

Eigenschaften

In Pflanzen und Mikroorganismen sind die Enzyme des Shikimisäurewegs für die Produktion der drei aromatischen Aminosäuren wichtig. S. L. Rotenberg und D. B. Sprinson konnten im Jahr 1970 zusammen mit Turner et al. (1975) den genauen Reaktionsmechanismus beschreiben.[1] Die Katalyse erfolgt bei dem Enzym mithilfe mehrstufiger Reaktionsmechanismen, u. a. die Alkoholoxidation, β-Phosphatelimination, Carbonylreduktion, Ringöffnung und intramolekulare Aldolkondensation. In einigen Organismen bildet es einen Multienzymkomplex, der als AROM-Komplex bekannt ist. Dieser Komplex ist ein pentafunktionelles Polypeptid, der mehrere Schritte des Shikimisäurewegs katalysieren kann.[2]

Reaktionsmechanismus

Verwendung

Für die Arzneimittelentwicklung sind die DHQ-Synthasen von Xanthomonas oryzae und Helicobacter pylori von besonderer Bedeutung. Das Enzym von X. oryzae kann als potenzielles antibiotisches Target verwendet werden,[3] wohingegen das Enzym bei H. pylori als potenzieller antimikrobieller und antiparasitärer Wirkstoff und als Herbizid fungieren kann.[4] In der Medizin findet das Enzym von Mycobacterium tuberculosis als Target für die Behandlung von Tuberkulose Verwendung.[5]

Einzelnachweise

S. L. Rotenberg, D. B. Sprinson: Mechanism and stereochemistry of 5-dehydroquinate synthetase. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 67, Nummer 4, Dezember 1970, S. 1669–1672, PMID 5275368, PMC 283410 (freier Volltext).
L. Negron, M. L. Patchett, E. J. Parker: Expression, Purification, and Characterisation of Dehydroquinate Synthase from Pyrococcus furiosus. In: Enzyme research. Band 2011, 2011, S. 134893, doi:10.4061/2011/134893, PMID 21603259, PMC 3092513 (freier Volltext).
P. T. Ngo, S. Natarajan, H. Kim, H. K. Hung, J. G. Kim, B. M. Lee, Y. J. Ahn, L. W. Kang: Cloning, expression, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of 3-dehydroquinate synthase, Xoo1243, from Xanthomonas oryzae pv. oryzae. In: Acta crystallographica. Section F, Structural biology and crystallization communications. Band 64, Pt 12Dezember 2008, S. 1128–1131, doi:10.1107/S1744309108033575, PMID 19052366, PMC 2593707 (freier Volltext).
J. S. Liu, W. C. Cheng, H. J. Wang, Y. C. Chen, W. C. Wang: Structure-based inhibitor discovery of Helicobacter pylori dehydroquinate synthase. In: Biochemical and biophysical research communications. Band 373, Nummer 1, August 2008, S. 1–7, doi:10.1016/j.bbrc.2008.05.070, PMID 18503755.
J. D. de Mendonça, F. Ely, M. S. Palma, J. Frazzon, L. A. Basso, D. S. Santos: Functional characterization by genetic complementation of aroB-encoded dehydroquinate synthase from Mycobacterium tuberculosis H37Rv and its heterologous expression and purification. In: Journal of bacteriology. Band 189, Nummer 17, September 2007, S. 6246–6252, doi:10.1128/JB.00425-07, PMID 17586643, PMC 1951933 (freier Volltext).

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[PMID5275368-1] S. L. Rotenberg, D. B. Sprinson: Mechanism and stereochemistry of 5-dehydroquinate synthetase. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 67, Nummer 4, Dezember 1970, S. 1669–1672, PMID 5275368, PMC 283410 (freier Volltext).

[PMID21603259-2] L. Negron, M. L. Patchett, E. J. Parker: Expression, Purification, and Characterisation of Dehydroquinate Synthase from Pyrococcus furiosus. In: Enzyme research. Band 2011, 2011, S. 134893, doi:10.4061/2011/134893, PMID 21603259, PMC 3092513 (freier Volltext).

[PMID19052366-3] P. T. Ngo, S. Natarajan, H. Kim, H. K. Hung, J. G. Kim, B. M. Lee, Y. J. Ahn, L. W. Kang: Cloning, expression, crystallization and preliminary X-ray crystallographic analysis of 3-dehydroquinate synthase, Xoo1243, from Xanthomonas oryzae pv. oryzae. In: Acta crystallographica. Section F, Structural biology and crystallization communications. Band 64, Pt 12Dezember 2008, S. 1128–1131, doi:10.1107/S1744309108033575, PMID 19052366, PMC 2593707 (freier Volltext).

[PMID18503755-4] J. S. Liu, W. C. Cheng, H. J. Wang, Y. C. Chen, W. C. Wang: Structure-based inhibitor discovery of Helicobacter pylori dehydroquinate synthase. In: Biochemical and biophysical research communications. Band 373, Nummer 1, August 2008, S. 1–7, doi:10.1016/j.bbrc.2008.05.070, PMID 18503755.

[PMID17586643-5] J. D. de Mendonça, F. Ely, M. S. Palma, J. Frazzon, L. A. Basso, D. S. Santos: Functional characterization by genetic complementation of aroB-encoded dehydroquinate synthase from Mycobacterium tuberculosis H37Rv and its heterologous expression and purification. In: Journal of bacteriology. Band 189, Nummer 17, September 2007, S. 6246–6252, doi:10.1128/JB.00425-07, PMID 17586643, PMC 1951933 (freier Volltext).