GARS-GARTF-AIRS-Фермент
Структуру фермента кодирует один структурный ген GARS-GARTF-AIRS локализованный на 21 хромосоме в локусе 21q221 .
(Глицинамидрибонуклеотидсинтетаза,Глицинамидфосфорибозилтрансформилаза, Аминоимидазолрибонуклеотидсинтетаза) - трифункциональный фермент (ГГА-тpифункциональный феpмент) выделен и очищен до гомогенного состояния из печени цыпленка [ Daubner S.C.,1985 , Schrimsher J.L.,1986 ], печени крысы [ Hards R.G.,1986 ], из ряда культивируемых клеток мыши линии L1210 [ Daubner S.C.,1986 , Daubner S.C.,1985 ], клеток саркомы мыши линии 180 [ Daubner S.C.,1985 ], лимфомных клеток мыши линии L51784 [ Caperelli C.,1985 ] и раковых клеток HeLa человека [ Daubner S.C.,1986 ]. Во всех случаях фермент выделяли из цитозоля клеток. На всех стадиях очистки белок обладал всеми тремя ферментативными активностями в постоянном соотношении. Мол.масса полипептида из всех этих источников (за исключением печени крысы) при определении ее в нативном состоянии (методами гель-фильтрации или ультрацентрифугирования) и в диссоциирующих условиях (диск-электрофорез в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата-Na) составляла 110-120 кДа. Следовательно, полипептид активен в виде мономера. Лишь очищенный до гомогенного состояния трифункциональный фермент из печени крысы [ Hards R.G.,1986 ] имел более низкую мол.массу 70 кДа. Частичный протеолиз фермента из печени цыпленка из культивируемых клеток линий L1210 и HeLa [ Daubner S.C.,1985 , Daubner S.C.,1986 ] приводил к разделению глицинамидрибонуклеотидсинтетазной и глицинамтидтрансформилазной активностей, которые при этом обнаруживались в двух различных белках, имеющих почти одинаковые мол.массы около 55 кДа. Один из этих белков связывал донор формильной группы ( 10-FORMYL-5,8-DIDEAZAFOLATE ) и обладал глицинамидрибонуклеотидтранс- формилазной активностью, а другой полипептид не связывал этот донор формильной группы и обладал глицинамидрибонуклеотидсинтетазной актив- ностью. При ограниченном протеолизе трифункционального фермента актив- ность аминоимидазолрибонуклеотидсинтетазы утрачивалась.Антитела против нативного трифункционального фермента из клеток линии L1210 [ Daubner S.C.,1986 , Daubner S.C.,1985 ] инактивировали все три активнос- ти полифункционального фермента, очищенного из клеток линий L1210 и HeLa и из печени цыпленка, а также активности белков, образующихся в результате ограниченного протеолиза.
Для трифункционального фермента из дрозофилы [ Henikoff S.,1983 ] было установлено, что активности глициамидрибонуклеотидсинтетазы и глицинамидрибонуклеотидтрансформилазы локализованы соответственно в N- и C-доменах полипептида; для аминоимидазолрибонуклеотидсинтетазы предполагалась локализация в срединном домене. Предполагается [ Cheng Y.S.,1987 ], что таким же образом локализованы эти ферментатив- ные активности в трифункциональном ферменте из других источников. Для трифункционального фермента из печени цыпленка [ Schrimsher J.L.,1986 ] и из лимфомных клеток мыши линии L51784 [ Caperelli C.,1985 ] активности аминоимидазолрибонуклеотидсинтетазы , глицинамидрибонуклеотидсинтетазы и глицинамидрибонуклеотидтрансформилаы соотносятся между собой как 1:9,8:2,0 и как 1:8,9:58,9 , соответственно.
Из печени цыпленка помимо трифункционального фермента были выделены индивидуальные глицинамидрибонуклеотидсинтетаза и глицинамидрибо- нуклеотидтрансформилаза [ Cheng Y.S.,1987 , Caperelli C.A.,1980 ] с мол. массами субъединицы около 55 кДа каждая. Вероятно, что по крайней мере глицинамидрибонуклеотидтрансформилаза образуется в результате ограни- ченного протеолиза трифункционального фермента в клетке или же как протеолитический артефакт [ Young M.,1984 ] в процессе выделения и очис- тки трифункционального фермента. Во всяком случае, структурные гены, кодирующие эти индивидуальные ферменты, не были обнаружены.В печени цыпленка и человека тем не менее была найдена мРНК, кодирующая глицин- амидрибонуклеотидсинтетазу [ Aimi J.,1990 ].
Глицинамидрибонуклеотидтрансформилаза была выделена из печени цы- пленка также в комплексе с трифункциональным ферментом фолатного цикла ( 10-формилтетрагидрофолатсинтетазой , 5,10-метенилтетрагидрофолатцикло-гидролазой и 5,10-метилентетрагидрофолатдегидрогеназой ), аминоимидазолкарбоксамидтрансформилазой , ( катализирующей 10-й этап биосинтеза пуриновых нуклеотидов de novo) и с сериноксиметилазой, катализирующей зависимое от фолата превращение глицина в серин. Таким образом, все ферменты этого мультиферментного комплекса зависимы от тех или иных производных фолевой кислоты. Разными методами показано [ Smith G.K.,1980 ] молекулярное взаимодействие по крайней мере между глицинамидрибонуклео- тидтрансформилазой и трифункциональным ферментом фолатного цикла со сте- хиометрическим отношением 3:1.Взаимодействия между амидоимидазолкарбокс- амидрибонуклеитидтрансформилазой (т.е. другим ферментом, использующим формильную гpуппу фолата ) и трифункциональным ферментом фолатного цикла установить не удалось [ Smith G.K.,1980 ].
Глицинамидрибонуклеотидтрансформилазу удалось из этого комплекса выделить: в изолированном состоянии фермент имел более низкую удельную активность, чем в комплексе [ Smith G.K.,1980 ], и мол. массу 110 кДа [ Caperelli C.A.,1980 ], т.е. такую же, как и трифункциональный фермент. Вероятно, этот изолированный фермент действительно был трифункциональным ферментом, а авторы измеряли его глицинамидрибонуклеотидтрансформилазную активность.
Количество трифункционального фермента, оцениваемое по удельной ак- тивности значительно выше в печени цыпленка[ Daubner S.C.,1985 ], чем в других использованных для его выделения источниках; оно было в 3-6 раз выше в раковых клетках ( гепатома крысы линии H35 лейкозные клетки мыши линии L1210 ), чем в аналогичных здоровых клетках [ Daubner S.C.,1985 ]. Повышенное содержание фермента в клетках злокачественных опухолей приве- ло к предположению [ Daubner S.C.,1985 ], что величину этой активности мож- но использовать как показатель скорости роста клеток, а сам фермент - как мишень при поисках противораковых химиотерапевтических препаратов. Дейст- вительно, при повышенной скорости биосинтеза пуриновых нуклеотидов, что необходимо для увеличения скорости пролиферации клеток, роль ферментов биосинтеза пуриновых нуклеотидов de novo возрастает, хотя увеличива- ющаяся потребность в пуриновых нуклеотидах в быстро растущих клетках вполне могла бы быть удовлетворена функционированием ферментов "сохраняю- щего" пути обмена нуклеотидов [ Weber G.,1983 ]. Наиболее мощными необрати- мыми ингибиторами этой активности оказались деазапроизводные фолевой и тетрагидрофолевой кислот [ Baldwin S.W.,1991 ], подавляющие по этой при- чине рост быстро растущих и потому быстро синтезирующих нуклеиновые кис- лоты злокачественных клеток [ Baldwin S.W.,1991 ]. Подробнее смотри: Ферменты биосинтеза пуриновых нуклеотидов как мишени действия противораковых препаратов.
Предполагают,что с нарушением регуляции экспресии ГГА-фермента (избыточным синтезом) связана болезнь Дауна .
