A cisztationin-γ-liáz (; röviden CTH vagy CSE, más néven cisztationáz), szabályos nevén -cisztationin-cisztein-liáz (dezamináló, 2-oxobutanoát-képző)) a cisztationint ciszteinné, 2-oxobutanoáttá és ammóniává bontja: -cisztationin + → -cisztein + 2-oxobutanoát + (teljes reakció) (1a) -cisztationin → -cisztein + 2-aminobut-2-enoát (1b) 2-aminobut-2-enoát → 2-iminobutanoát (spontán) (1c) 2-iminobutanoát + → 2-oxobutanoát + (spontán) A piridoxál-foszfát az enzim prosztetikus csoportja.
A cisztationin ezenkívül az alábbi eliminációkat is katalizálja: -homoszerin bontása -zé, -vá és 2-oxobutanoáttá -cisztin bontása tiociszteinné, piruváttá és -vá -cisztein bontása piruváttá, -vá és -né Egyes baktériumokban és emlősökben, beleértve az embert is, ez az enzim kén-hidrogént is létrehoz. Ez a sejtek jelzésében résztvevő kevés gáz egyike.
Enzimmechanizmus A cisztationáz piridoxál-foszfátot használ a cisztationin S–γ-C kötésének felbontását könnyítendő, ciszteint felszabadítva. A lizin a belső aldimint α-iminovajsav felszabadításával hozza újra létre. Ezután a külső ketimin hidrolízise történik, 2-oxobutirátot adva.
A cisztationin aminocsoportja deprotonálódik, és a nukleofil belső aldiminnel reagál. Egy általános bázis általi újabb deprotonáció a külső aldimin keletkezését és a lizin eltávolítását okozza. A lizin ezután deprotonálhatja az α-szénatomot, az elektronsűrűséget a piridin nitrogénjére helyezve. A piridoxál-foszfát a karbanion köztitermék stabilizálásához kell, különben a proton pKa-ja túl magas lenne. A β-C deprotonálódik, α–β-telítetlenséget okozva, és egy magányos párt az aldiminnitrogénhez tolva. Az aldimin újbóli létrehozásához e pár visszakerül, a S–γ-C kötést felbontva, ez ciszteint ad.
A vinil-glioxilát piridoxaminszármazéka marad fenn a γ-elimináció után. A magányos pár a pirdin nitrogénjéről az elektronsűrűséget a γ-C felé tolja, ezt a lizin protonálja. A lizin reagál a külső aldiminnel, az elektronsűrűséget a β-C felé tolva, melyet egy általános sav protonál. Az imin hidrolízisével 2-oxobutirát keletkezik. A lizin deprotonálása ammónia távozását okozza, a katalitikus ciklust lezárva.
A cisztationin-γ-liáz γ-szintázként is működhet a jelenlévő kiindulási anyagok mennyiségétől függően. A mechanizmusok a vinil-glioxilát-származékig azonosak. A γ-szintáz-mechanizmusban a γ-C-nel kénnukleofil reagál, S–γ-C kötést létrehozva.
bélyegkép|középre|1000px|A cisztationin-γ-liáz mechanizmusa
Szerkezete A cisztationin-γ-liáz a Cys/Met metabolizmus PLP-dependens enzimjeinek családjának tagja. További tagok például a cisztationin-γ-szintáz, a cisztationin-β-liáz és a metionin-γ-liáz. Tagja továbbá a nagyobb aszpartát-aminotranszferáz-családnak. Sok más PLP-dependens enzimhez hasonlóan a cisztationin-γ-liáz D2 szimmetriájú tetramer fehérje.
A piridoxál-foszfátot az aktív helyen a Lys212 köti meg.
Kapcsolata betegségekkel bélyegkép|jobbra|Gátolt cisztationáz aktív helye. Az inhibitor és a Tyr114 világoskékkel, a PLP lilával, a Lys121 sárgával jelölve.
A cisztein a szemben lévő glutationszintézis sebességkorlátozó szubsztrátja. A glutation antioxidáns, mely a szem krisztallinjait védi a reaktív oxigénszármazékoktól, a denaturált krisztallinok kataraktákat okozhatnak. A cisztaionáz is reagál a reaktív oxigénszármazékokkal. Így a cisztationáz oxidációjakor aktivitása csökken, csökkentve a szem cisztein-, így a glutationkoncentrációját is, csökkentve az antioxidáns aktivitást, tovább csökkentve a cisztationázaktivitást. A cisztationáz csökkent aktivitása van jelen rákos és AIDS-es betegekben is
A cisztationáz mutációi és hiányai és a cisztationinuria közt kapcsolatot mutattak ki. A T67I és a Q240E mutációk csökkentik az enzim affinitását a piridoxál-foszfáthoz, mely a működéséhez fontos kofaktor. Az alacsony -szint összefügg egerekben a magas vérnyomással. bélyegkép|150px|jobbra|Propinilglicin A nagy cisztationázaktivitás okozta magas -szint összefügg az endotoxémiával, az akut hasnyálmirigy-gyulladással, a vérzéses sokkal és a diabetes mellitusszal.
A propinilglicin és a β-cianoalanin a cisztationáz két irreverzibilis inhibitora, melyek a megnövekedett -szintekre használatosak. A propinilglicin aminocsoportja az aldimint támadja külső aldimint adva. Az alkin β-szénatomja deprotonálódik diént adva, melyet a Tyr114 fenolja támadja. A belső aldimin regenerálódhat, de a vinil-éter sztérikusan gátolja az aktív helyet, így a piridoxál-foszfáttal nem reagálhat a cisztein.
Szabályzás A csökkenti a cisztationáz transzkripcióját 10-80 μM közti koncentrációban, azonban 120 μM körüli koncentrációkban ismét növekszik, 160 μM felett megszűnik a transzkripció.
Jegyzetek
Fordítás
További információk
Kategória:Enzimek