Cystathionin-β-Synthase

Cystathionin-β-Synthase
	Tertiärstruktur der humanen Cystathionin-β-Synthase nach PDB 1JBQ
Andere Namen	Beta-Thionase; Cystein-Synthase; L-Serin-Hydrolyase (Homocystein-hinzufügend); Methylcystein-Synthase; Serin-Sulfhydrase; Serin-Sulfhydrylase;
	Vorhandene Strukturdaten: 1JBQ, 1M54, 4COO, 4L0D, 4L27, 4L28, 4L3V, 4PCU, 4UUU
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	551 Aminosäuren, 60587 Da (Isoform 1) 565 Aminosäuren, 61863 Da (Isoform 2)
Sekundär- bis Quartärstruktur	Homodimer
Kofaktor	Pyridoxalphosphat, Häm
Isoformen	2
Bezeichner
Gen-Namen	CBS HIP4
Externe IDs	UniProt: P35520; MGI: 88285; CAS-Nummer: 9023-99-8;
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	4.2.1.22, Lyase
Reaktionsart	Transsulfurierung
Substrat	Homocystein, Serin
Produkte	Cystathionin, Wasser
	Orthologe

Die Cystathionin-β-Synthase (CBS) ist ein Enzym aus der Gruppe der Lyasen, das an der Übertragung von Schwefelhaltigen Molekülen (Transsulfurierung) im Aminosäurestoffwechsel beteiligt ist.

Eigenschaften

Der erste Schritt der Cysteinsynthese (obere Reaktion) wird durch die CBS katalysiert

Die Cystathionin-β-Synthase katalysiert die Kopplung von Homocystein an Serin, wodurch unter Abgang eines Wassermoleküls Cystathionin entsteht.[1] Als Cofaktor wird Pyridoxalphosphat (PLP) und Häm verwendet.[1] Die Cystathionin-β-Synthase wird durch S-Adenosylmethionin allosterisch aktiviert.[1] Sie enthält an Proteindomänen ein aktives Zentrum und zwei CBS-Domänen. Eine eingeschränkte Funktion der CBS führt zu Cysteinurie und Homocysteinurie und einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen.[1] Mutationen im Gen CBS sind mit Homocysteinurie assoziiert.[2] In Tieren wird die CBS hauptsächlich in der Leber gebildet.[3] Die Mutation T833C ist mit einem erhöhten Risiko für einen Schlaganfall assoziiert.[4] Die Genexpression der CBS wird durch den Transkriptionsfaktor Farnesoid-X-Rezeptor eingeleitet.[1] In manchen Tumorzellen wird die CBS überexprimiert.[5]

Die Cystathionin-β-Synthase gehört zu den L-Serin-Hydrolyasen. Ursprünglich war 1961 eine Methylcystein-Synthase mit der EC-Nummer EC 4.2.1.23 klassifiziert worden. Dabei handelte es sich jedoch um eine Nebenreaktion der Cystathionin-β-Synthase, weshalb die EC-Nummer 1972 gelöscht wurde.[6]

Einzelnachweise

B. Renga: Hydrogen sulfide generation in mammals: the molecular biology of cystathionine-β- synthase (CBS) and cystathionine-γ-lyase (CSE). In: Inflammation & allergy drug targets. Band 10, Nummer 2, April 2011, S. 85–91, PMID 21275900.
Janosík M, Kery V, Gaustadnes M, Maclean KN, Kraus JP: Regulation of human cystathionine beta-synthase by S-adenosyl-L-methionine: evidence for two catalytically active conformations involving an autoinhibitory domain in the C-terminal region. In: Biochemistry. 40, Nr. 35, September 2001, S. 10625–33. doi:10.1021/bi010711p. PMID 11524006.
M. Dziegelewska, S. Holtze, C. Vole, U. Wachter, U. Menzel, M. Morhart, M. Groth, K. Szafranski, A. Sahm, C. Sponholz, P. Dammann, K. Huse, T. Hildebrandt, M. Platzer: Low sulfide levels and a high degree of cystathionine β-synthase (CBS) activation by S-adenosylmethionine (SAM) in the long-lived naked mole-rat. In: Redox biology. [elektronische Veröffentlichung vor dem Druck] Januar 2016, doi:10.1016/j.redox.2016.01.008, PMID 26803480.
R. Ding, S. Lin, D. Chen: The association of cystathionine β synthase (CBS) T833C polymorphism and the risk of stroke: a meta-analysis. In: Journal of the neurological sciences. Band 312, Nummer 1–2, Januar 2012, S. 26–30, doi:10.1016/j.jns.2011.08.029, PMID 21917271.
M. R. Hellmich, C. Coletta, C. Chao, C. Szabo: The therapeutic potential of cystathionine β-synthetase/hydrogen sulfide inhibition in cancer. In: Antioxidants & redox signaling. Band 22, Nummer 5, Februar 2015, S. 424–448, doi:10.1089/ars.2014.5933, PMID 24730679, PMC 4307161 (freier Volltext).
IUBMB: EC 4.2.1.23

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[Renga-1] B. Renga: Hydrogen sulfide generation in mammals: the molecular biology of cystathionine-β- synthase (CBS) and cystathionine-γ-lyase (CSE). In: Inflammation & allergy drug targets. Band 10, Nummer 2, April 2011, S. 85–91, PMID 21275900.

[janosik-2] Janosík M, Kery V, Gaustadnes M, Maclean KN, Kraus JP: Regulation of human cystathionine beta-synthase by S-adenosyl-L-methionine: evidence for two catalytically active conformations involving an autoinhibitory domain in the C-terminal region. In: Biochemistry. 40, Nr. 35, September 2001, S. 10625–33. doi:10.1021/bi010711p. PMID 11524006.

[3] M. Dziegelewska, S. Holtze, C. Vole, U. Wachter, U. Menzel, M. Morhart, M. Groth, K. Szafranski, A. Sahm, C. Sponholz, P. Dammann, K. Huse, T. Hildebrandt, M. Platzer: Low sulfide levels and a high degree of cystathionine β-synthase (CBS) activation by S-adenosylmethionine (SAM) in the long-lived naked mole-rat. In: Redox biology. [elektronische Veröffentlichung vor dem Druck] Januar 2016, doi:10.1016/j.redox.2016.01.008, PMID 26803480.

[4] R. Ding, S. Lin, D. Chen: The association of cystathionine β synthase (CBS) T833C polymorphism and the risk of stroke: a meta-analysis. In: Journal of the neurological sciences. Band 312, Nummer 1–2, Januar 2012, S. 26–30, doi:10.1016/j.jns.2011.08.029, PMID 21917271.

[5] M. R. Hellmich, C. Coletta, C. Chao, C. Szabo: The therapeutic potential of cystathionine β-synthetase/hydrogen sulfide inhibition in cancer. In: Antioxidants & redox signaling. Band 22, Nummer 5, Februar 2015, S. 424–448, doi:10.1089/ars.2014.5933, PMID 24730679, PMC 4307161 (freier Volltext).

[6] IUBMB: EC 4.2.1.23