Formylglycin-generierendes Enzym

Formylglycin-generierendes Enzym (FGE) i​st ein Enzym a​us der Gruppe d​er Oxygenasen. Es verändert posttranslational e​in Cystein i​n Sulfatasen i​n ein Formylglycin. FGE k​ann sowohl i​n Pro- a​ls auch i​n Eukaryoten vorkommen.

Formylglycin-generierendes Enzym
C336S-Mutante
Andere Namen

FGE, Sulfatase modifying Factor 1, UNQ3037, AAPA3037

Vorhandene Strukturdaten: PDB 2aik

Masse/Länge Primärstruktur 374 Aminosäuren, 40.556 Da
Bezeichner
Externe IDs
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 1.8.3.7
Orthologe (Mensch)
Entrez 285362
Ensembl ENSG00000144455
UniProt Q8NBK3
Refseq (mRNA) NM_001164674.1
Refseq (Protein) NP_001158146.1
Genlocus Chr 3: 4.03 – 4.47 Mb
PubMed-Suche 285362

Struktur

Das aktive Enzym i​st ein Monomer m​it zwei Proteindomänen. Die Sekundärstruktur besteht a​us α-Helices u​nd β-Faltblättern, welche d​urch Calciumionen stabilisiert werden. Es h​at drei Disulfidbrücken.[1] Die Aktivierung erfolgt d​urch die Abspaltung e​ines Signalpeptids n​ach der Beförderung i​ns endoplasmatische Retikulum.

Funktionsweise

Das FGE w​ird durch d​as Gen SUMF1 kodiert. Zu d​em Zeitpunkt d​er Reaktion i​st die Sulfatase n​och nicht gefaltet. FGE erkennt d​ie kurze Sequenz CxPxR i​m aktiven Zentrum v​on Sulfatasen u​nd xxxLTGR a​ls Hilfssequenz. Das Cystein i​n dieser Sequenz w​ird posttranslational i​n Formylglycin umgewandelt. Dadurch werden Sulfatasen aktiviert. FGE i​st eine Oxygenase, welche Kupfer a​ls Kofaktor besitzt. An d​er Reaktion v​on Cystein z​u Formylglycin i​st ein Cystein a​n der Position 341 i​m FGE beteiligt, welches s​ich an d​as zu verändernde Cystein bindet.[2] Aus d​em Cystein w​ird durch Oxidation m​it molekularem Sauerstoff u​nd einem n​icht identifizierten Reduktionsmittel d​ie Reaktion z​um 3-Oxoalanin (auch Formylglycin (fGly) genannt) a​n Zielproteinen katalysiert.[3][4]

Die 3-Oxoalanin-Modifikation, t​ritt bei d​er posttranslationalen Modifikation v​on Arylsulfatasen u​nd einigen alkalischen Phosphatasen auf, d​ie die hydratisierte Form v​on 3-Oxoalanin a​ls katalytisches Nukleophil verwenden.[5][6] Substrate für FGE s​ind unter anderem N-Acetylgalactosamin-6-sulfat-Sulfatase (GALNS), Arylsulfatase A (ARSA), Steroid-Sulfatase (STS) u​nd Arylsulfatase E (ARSE).

Vorkommen

FGE k​ommt im endoplasmatischen Retikulum v​on Eukaryoten vor. Auch Prokaryoten weisen FGE auf, w​obei es b​ei diesen d​as zusätzliche System AtsB gibt.[7]

Defekt

Bei Mutationen i​m SUMF1-Gen, k​ommt es z​ur Inaktivierung d​es FGE. Dadurch können Sulfatasen, welche Sulfat-Ester hydrolysieren, n​icht mehr aktiviert werden. Es k​ommt zur multiplen Sulfatasendefizienz.[8]

Einzelnachweise
  1. Thomas Dierks, Achim Dickmanns, Andrea Preusser-Kunze, Bernhard Schmidt, Malaiyalam Mariappan: Molecular Basis for Multiple Sulfatase Deficiency and Mechanism for Formylglycine Generation of the Human Formylglycine-Generating Enzyme. In: Cell. Band 121, Nr. 4, 20. Mai 2005, ISSN 0092-8674, S. 541–552, doi:10.1016/j.cell.2005.03.001, PMID 15907468.
  2. P. G. Holder, L. C. Jones, P. M. Drake, R. M. Barfield, S. Bañas, G. W. de Hart, J. Baker, D. Rabuka: Reconstitution of Formylglycine-generating Enzyme with Copper(II) for Aldehyde Tag Conversion. In: Journal of Biological Chemistry. Band 290, Nummer 25, Juni 2015, S. 15730–15745, doi:10.1074/jbc.M115.652669, PMID 25931126, PMC 4505483 (freier Volltext).
  3. M. P. Cosma, S. Pepe, I. Annunziata, R. F. Newbold, M. Grompe, G. Parenti, A. Ballabio: The multiple sulfatase deficiency gene encodes an essential and limiting factor for the activity of sulfatases. In: Cell. Band 113, Nummer 4, Mai 2003, S. 445–456, doi:10.1016/s0092-8674(03)00348-9, PMID 12757706.
  4. A. Preusser-Kunze, M. Mariappan, B. Schmidt, S. L. Gande, K. Mutenda, D. Wenzel, K. von Figura, T. Dierks: Molecular characterization of the human Calpha-formylglycine-generating enzyme. In: Journal of Biological Chemistry. Band 280, Nummer 15, April 2005, S. 14900–14910, doi:10.1074/jbc.M413383200, PMID 15657036.
  5. M. P. Cosma, S. Pepe, I. Annunziata, R. F. Newbold, M. Grompe, G. Parenti, A. Ballabio: The multiple sulfatase deficiency gene encodes an essential and limiting factor for the activity of sulfatases. In: Cell. Band 113, Nummer 4, Mai 2003, S. 445–456, doi:10.1016/s0092-8674(03)00348-9, PMID 12757706.
  6. A. Preusser-Kunze, M. Mariappan, B. Schmidt, S. L. Gande, K. Mutenda, D. Wenzel, K. von Figura, T. Dierks: Molecular characterization of the human Calpha-formylglycine-generating enzyme. In: Journal of Biological Chemistry. Band 280, Nummer 15, April 2005, S. 14900–14910, doi:10.1074/jbc.M413383200, PMID 15657036.
  7. Qinghua Fang, Jianhe Peng, Thomas Dierks: Post-translational Formylglycine Modification of Bacterial Sulfatases by the Radical S-Adenosylmethionine Protein AtsB. In: Journal of Biological Chemistry. Band 279, Nr. 15, 9. April 2004, ISSN 0021-9258, S. 14570–14578, doi:10.1074/jbc.M313855200, PMID 14749327 (jbc.org [abgerufen am 19. November 2019]).
  8. Maria Pia Cosma, Stefano Pepe, Giancarlo Parenti, Carmine Settembre, Ida Annunziata: Molecular and functional analysis of SUMF1 mutations in multiple sulfatase deficiency. In: Human Mutation. Band 23, Nr. 6, 2004, ISSN 1098-1004, S. 576–581, doi:10.1002/humu.20040.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. The authors of the article are listed here. Additional terms may apply for the media files, click on images to show image meta data.