Гуанилаткиназа (2.7.4.8)
EC 2.7.4.8. Рекомендуемое название - гуанилаткиназа. Другие названия - Дезоксигуанилаткиназа, гуанозин-5'-фосфаткиназа, дезоксигуанозинмонофосфаткиназа. Систематическое название - ATP:(d) GMP фосфотрансфераза.
Строение фермента определяют структурные гены гуанилаткиназы GUK1 и GUK2 ,расположенные на 1 хромосоме.
Фермент обнаружен у бактерий [ Oeschger M.P.,1966 ], дрожжей [ Berger A.,1989 ] млекопитающих [ Hall S.W.,1986 ], в том числе у человека [ Agarwal K.C.,1972 ; Bochme R.E.,1984 ; Horden J.,1982 ]. Фермент играет важную роль в биосинтезе пуриновых нуклеозиддифосфатов и в цикле превращения с GMP [ Hall S.W.,1986 ]. В литературе в настоящее время имеется мало экспериментальных данных относительно строения и функционирования фермента в клетке. В эритроцитах человека обнаружено наличие четырех изоферментов с изоэлектрическими точками 4,9; 5,1; 5,4 и 5,8 и двух изоферментов в асцитных клетках саркомы 180 с pI 5,2 и 5,5 [ Agarwal K.C.,1972 ; Boechme R.E.,1984 ].
Фермент очищен до гомогенного состояния из печени крысы [ Buccino R.J.,1969 ], мозга свиньи [ Miech R.P.,1965 ], вилочковой железы быка [ Schimono H.,1971 ], из сетчатой оболочки глаза быка [ Hall S.W.,1986 ] и эритроцитов человека [ Bochme R.E.,1984 ]. Гуанилаткиназа из всех источников предста- вляет собой мономерный белок с молекулярной массой 19-24 кДа [ Hall S.W.,1986 ; Agarwal K.C.,1972 ].Для проявления активности фермента необходимо присутствие ионов Mg2+ ,Co2+, Mn2+, Zn2+ Ni2+. Ca2+ являлся ингибитором [ Hall S.W.,1986 ; Schimono H.,1971 ]. Моновалентные катионы активировали фермент вилочковой железы быка [ Shimono H.,1971 ]. Гуанилаткиназа достаточно специфична к донорам фосфатной группы (в качестве доноров могут быть использованы только ATP и dATP) и проявляет широкую специфичность по отношению к акцепторам фосфатной группы. Фермент эритроцитов человека использует в качестве субстратов GMP., dGMP, 8-аза-GMP [ Miech R.P.,1965 ], и катализируетл фосфорилирование антивирусных препаратов 5'-фосфопроизводных 9-(1,3-диокси-2-пропоксиметил) - и 9-(2-оксиэтоксиметил)-гуанина [ Bochme R.E.,1984 ]. Величины Km для ATP, GMP и dCMP при использовании фермента мозга свиньи были равны 1,2*10-4; 2,0*10-4 и 1,0*10-4 М, соответственно, а при использовании фермента из клеток саркомы 180 эти величины были равны 4*10-5, 1,0*10-5 и 2,0*10-5 М, соответственно [ Miech R.P.,1969 ]. Изоферменты гуанилаткиназы эритроцитов человека кинетически слабо отличаются между собой. Наибольшее отличие по величинам КM для GMP и dGMP наблюдали для изофермента с pI 4,9 и pI 5,8. Для этих изоферментов величины КM равны 1,5*10-5 и 2,4*10-5 M для GMP и 9,0*10-5 и 1,4*10-5M для dGMP, соответственно. Тио CMP являлся ингибитором всех изоферментов с величиной Ki 7,5*10-5 - 2,1*10-5M [ Bochme R.E.,1984 ].
Цитоплазматический изофермент гуанилаткиназы оболочки глаза играет важную роль в биосинтезе cGMP, участвуя в цикле cGMP--GMP-- GDP--GTP--cGMP [ Hall S.W.,1986 ].
В последнее время показано, что белок p55, одна из двух субъединиц, участвующих в образовании тонких нитей актина in vitro, главный пальмитоилированный мембранный белок эритроцитов человека [ Ruff P.,1991 ] по аминокислотной последовательности гомологичен дрожжевой гуанилаткиназе и продукту супрессорного гена опухоли плодовой мушки Drosophilla. Предполагается, что p55 является связан- ной с мембраной гуанилаткиназой [ Bryant P.J.,1992 ] и играет важную роль в пролиферации и дифференцировке клеток [ Coebl M.G.,1992 ].
Гуанилакиназа важный фермент в развитии и росте опухолей ( рак ) [ Agarwal K.C.,1972 ]. В качестве антиопухолевых ингибиторов применяли 6-тио-гуанин , аналог 6-тио-GMP , который способен накапливаться в клетке до концентрации 0,1 мМ, что выше стационарной концентрации GMP [ Moore E.C.,1968 ; Bieber A.L.,1964 ]. Предложены 9-(фосфоалкил)- и 9-(дифтор-фосфоалкил) - производные гуанина, где алкильная группа включала 4-6 атомов углерода [ Nave J.F.,1992 ].
Структурные гены гуанилаткиназы цитоплазматической GUK1 и связанной с мембранами GUK2 гуанилаткиназы, картированы у человека в I-ой хромосоме в локусах Iq32-q42 и Iq , соответственно [ Cook P.J.,1982 ].
