Пуриннуклеозидфосфорилаза

Gene: [14q112/NP] nucleoside phosphorylase (purine-nucleoside phosphorylase)

КФ 2.4.2.1 Рекомендуемое название - пуриннуклеозидфосфорилаза. Другие названия: инозинфосфорилаза, рибозо-I-фосфат>пурин-трансрибозидаза. Систематическое название - пуриннуклеозид:ортофосфатрибозилтрансфераза.

Пуриннуклеозидфосфорилаза катализирует обратимый фосфоролиз рибои дезоксирибонуклеозидов гуанина и гипоксантина [ Parks R.E.Jr.,1972 ; Stoeckler J.D.,1984 ].

Активность фермента обнаружена во всех исследованных тканях, особенно высокая активность в элементах крови: в периферальных лимфоцитах , гранулоцитах и эритроцитах [ Carson D.A.,1977 ]. В ретикулоцитах активность пуриннуклеозидфосфорилазы выше в 7 pаз по сравнению со зрелыми эритроцитами [ Turner B.M.,1974 ]. В почках крысы активность фермента высока в цитозоле клубочков [ Pawelczyk T.,1992 ], в печени крысы и человека в эндотелиальных клетках и клетках Купфера [ Frederiks W.M.,1993 ]. Фермент локализован в цитозоле .

При связывании с гуаназой и/или ксантиноксидазой в некоторых тканях он функционирует как катаболический фермент, с другой стороны, поставляя субстраты для гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансферазы , он функционирует как "сальважный" фермент [ Stolckler J.D.,1984 ].

Фермент не активен с аденозином и дезоксиаденозином и пиримидиновыми нуклеозидами [ Kredich N.M.,1989 ]. Пуриннуклеозидфосфорилаза генерирует метаболически активные продукты, гуанин и гипоксантин, которые могут окисляться до мочевой кислоты, но главная цель которых участвовать в пути реутилизации пуриновых нуклеотидов в присутствии гуанин-гипоксантинфосфорибозилтрансферазы (?.4.2.8) . Рибозо-1-фосфат может превращаться in vivo в 5-фосфорибозил-1-пирофосфат, косубстрат биосинтеза пуринов и пиримидинов de novo и "сальважного" пути [ Stoeckler J.D.,1984 ]. В клетках млекопитающих основным источником получения гуанина и гипоксантина являются реакции, катализируемые пуриннуклеозидфосфорилазой [ Martin D.W.Jr.,1981 ]. Дезоксигуанозин, являясь субстратом пуриннуклеозидфосфорилазы, способен фосфорилироваться в присутствии аденозинкиназы или дезоксицитидинкиназы(2.7.1.74) с образованием dGMP и далее с образованием dGTP.

Пуриннуклеозидфосфорилаза очищена до гомогенного состояния из эритроцитов человека [ Kim B.K.,1968b ; Zannis V.,1978 ], клеток планцеты человека [ Changas G.,1979 ], гранулоцитов человека [ Wiginton D.A.,1980 ], селезенки быка [ Price V.E.,1955 ; Kline P.C.,1992 ], мозга быка [ Lewis A.S.,1976a ], вилочковой железы быка [ Moyer T.R.,1976 ], хрусталика глаза быка [ Bazsacchi D.,1992 ], печени кролика [ Lewis A.S.,1976b ], печени цыпленка [ Murakami K.,1975 ]. Из большинства источников пуриннуклеозидфосфорилаза является тримером с молекулярной массой около 100 кДа и состоит из идентичных субъединиц. В эритроцитах человека возможно существование димерной формы фермента с молекулярной массой 67 кДа [ Lewis A.S.,1979 ]. Молекулярная масса субъединицы фермента, рассчитанная на основании секвенированной сДНК из клеток человека линии HeLa, равна 32,003 кДа [ Williams S.R.,1984 ].

Нативная пуриннуклеозидфосфорилаза из разных источников проявляла электрофоретическую гетерогенность, возникающую, по-видимому, вследствие посттрансляциооных модификаций фермента, поскольку все формы фермента являлись продуктом одного гена [ EdwardsY.H.,1971 ]. Так, в эритроцитах человека обнаружено семь форм фермента, имеющих одинаковую молекулярную массу, но различные заряды от 5,2 до 6,4 более отрицательно заряженные формы фермента обладали большей ферметативной активностью [ Edwards Y.H.,1971 ]. Из других тканей человека пуриннуклеозидфосфорилаза проявляла несколько электрофоретических форм с наибольшей активностью для более щелочных форм [ Changas G.,1979 ; Wiginton D.A.,1980 ]. Получена корреляция in vivo между процессом старения эритроцитов и увеличением более кислых форм фермента [ Turner B.M.,1971 ]. Подобный процесс протекал в экстрактах культивируемых фибробластов при их инкубации в течении 35 час. Процесс являлся необратимым и ингибировался реагентами, восстанавливающими SH-группы [ Edwards Y.H.,1971 ].

Методом рентгеноструктурного анализа установлена трехмерная структура пуриннуклеозидфосфорилазы из эритроцитов человека с разрешением 3,2 A [ Ealick S.E.,1980 ]. Фермент являлся тримером. Активный центр фермента локализован на границе субъединиц тримера и включал семь сегментов одной субъединицы и один короткий сегмент соседней субъединицы [ Ealick S.E.,1990 ].

Активность фермента проявлялась в присутствии рибо- или дезоксирибонуклеозидов гуанина и гипоксина; фермент не активен с аденозином, дезоксиаденозином и пиримидиновыми нуклеозидами [ Parks R.E.,Jr.,1972 ]. В качестве субстратов фермент мог использовать 8-аза-гуанин [ Friedkin M.,1954 ], 6-меркаптопурин [ Krenitsky T.A.,1967a ], аллопуринол и оксипуринол [ Krenitsky T.A.,1967b ] и их нуклеозиды.

Кинетика реакций, катализируемых пуриннклеозидфосфорилазой из эритроцитов человека подчиняется упорядоченному Bi-Bi механизму, в котором первым связывается пуриновый субстрат и последним освобождается пуриновый продукт [ Kim B.K.,1968a ; Lewis A.S.,1979 ].

Ссылки:

Все ссылки