Формилглицинамидинрибонуклеотидсинтаза(6.3.5.3)
EC 6.3.5.3 . Рекомендуемое название - фосфорибозилформилглицинамидин- синтаза. Другие названия - фосфорибозилформилглицинамидинсинтетаза, Систематическое название - 5'-фосфорибозилформилглицинамид:L-глутамин- амидолигаза (образующая ADP). Катализирует см. реакцию .
Фермент в качестве донора азота для образования амидиновой группы -HN-C=NH может использовать как амидную группу L-глутамина, так и NH4, но не использует L-глутамат [ Mizobuchi K.,1968 , Mizobuchi K.,1968,a , Buchanan J.M.,1982 ]. Истинным субстратом фермента служит комплекс ATP-Mg2+, а не свободный ATP.
Фермент был выделен и очищен до гомогенного состояния из цитозоля клеток печени цыпленка [ Mizobuchi K.,1968 , Schendel F.J.,1986 ] и частично очищен из цитозоля клеток асцитного рака Эрлиха человека [ Chu S.Y.,1972 , Elliott W.L.,1984 ].
Мол. масса фермента из печени цыпленка 133 кДа. Фермент состоит из одной полипептидной цепи, поскольку мол.масса, равная 133 кДа, установлена также методом диск-электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата-Na.
Фермент содержит два раздельных, но близко расположенных субцентра , на одном из которых связывался ATP-Mg2+ и 5'-фосфорибозил-N-формилглицинамид , а на другом - L-глутамин или NH2+ [ Mizobuchi K.,1968, Mizobuchi K., 1968a , Buchanan J.M.,1982 , Mizobuchi K.,1968 ]. Получен kомплекс свободного фермента с L-глутамином, в котором L-глутамин связывался с ферментом в стехиометрическом отношении 1:1 [ Mizobuchi K.,1968 ]. Фермент с заполненным субстратами первым субцентром, но со свободным вторым субцентром, связывал лишь половину от стехиометрического количества L-глутамина [ Buchanan J.M.,1982 ]. В свободном ферменте второй субцентр обладал слабой L-глутаминазной активностью, Mizobuchi K.,1968,], а также катализировал образование -глутамилгидроксамата из L-глутамина и гидроксиламина NH2OH [ Mizobuchi K.,1968 , Buchanan J.M.,1982 ]. Субстраты первого субцентра ускоряли эту реакцию в 3 раза. Следовательно, в процессе ферментативной реакции эти субцентры взаимодействуют между собой, и одним из этапов реакции является образование-глутамильного производного фермента.
В отличие от фермента из печени цыпленка, для фермента из клеток асцитного рака Эрлиха человека [ Chu S.Y.,1972 , Elliott W.L.,1984 ] помимо Mg2+ совершенно необходим также К+ .
В качестве ингибиторов фермента , обладающих противораковой активностью , используется [ Buchanan J.M., 1982 , Levenberg B.,1957 ] выделенный из культуры клеток Streptomyces 0-диазо-цетил-L-серин ( L-азасерин ) и 6-диазо-5-кето-L-норлейцин , взаимодействующие с цистеиновыми остатками в подцентре, связывающим L-глутамин.Связывающий L-азасерин и 6-диазо-5-кето-L-норлейцин остаток цистеина в ферменте из печени цыпленка [ Buchanan J.M.,1982 ] локализован в пептиде активного субцентра в подчеркнутом месте последовательности Ala-Leu- -Glu--Val-(Cys)-Asp-Asx-Cys-Glu-. Противораковый препарат ацивицин (L-[ S,5S]-амино-3-хлор-4,5-дигидро-5-изоксазолуксусная кислота),также являющийся антагонистом L-глутамина, необратимо ингибирует фермент [ Elliott W.L.,1985 ].
Указанные ингибиторы формилглицинамидинрибонуклеотидсинтетазы являются также ингибиторами других L-глутаминзависимых ферментов пути биосинтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов de novo. L-Азасерин в культуре лейкозных клеток мыши линии L1210 [ Lyons S.D.,1990 ] ингибировал глюкозо-6-фосфатизомеразу(2.6.1.16) (образующую глутамин), участвующую в биосинтезе гликопротеинов . 6-диазо-5-кето-L-норлейцин ингибировал СТР-синтазу ( 6.3.4.2 ), участвующую в биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов,а также глюкозамин-6-фосфатизомеразу . Ацивицин в культуре клеток линии L1210 [ LyonsS.D.,1990 ] и в костном мозге крысы [ Prajda N.,1988 ] ингибировал СТР-синтазу и GMP-синтазу ( 6.3.5.2 )(гидролизующую глутамин). Все три соединения в культуре лейкозных клеток линии L1210 [ Lyons S.D.,1990 ] не ингибировали участвующую в биосинтезе пиримидинов карбомоилфосфатсинтетазу(6.3.5.5)(гидролизующую глутамин), и участвующую в биосинтезе пуриновых нуклеотидов амидофосфорибозилтрансферазу(2.4.2.14), хотя эти ферменты in vitro ингибировались указанными противораковыми агентами [ Jauaram H.N.,1975 ].
Ингибирование в культуре лейкозных клеток линии L1210 ферментов пути биосинтеза пуриновых нуклеотидов de novo приводи- ло к комплементарному усилению биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов [ Lyons S.D.,1990 ].
В качестве нового противоракового соединения с широким спектром действия предложен ингибитор формилглицинамидинрибонуклеотидсинтетазы, амидофосфорибозилтрансферазы и GMP-синтазы (гидролизующей глутамин) L-цистеиновый эфир S-(N-метилкарбомат)-моногидрохлорида [ Lowman J.,1990 ]. Этот ингибитор, как и указанные выше L-азасерин, 6-диазо-5-кето-L-норлейцин и ацивицин, является антагонистом L-глута- мина и так же взаимодействует с SH-группой остатка цистеина в связыва- ющем L-глутамин субцентре активного центра этих ферментов.
Поскольку в раковых клетках повышено содержание ферментов не только биосинтеза пуриновых нуклеотидов de novo, но и ферментов "сохраняющего" пути их взаимопревращений, указывается [ Lyons S.D.,1990 ], что при химиотерапии злокачественных опухолей целесообразно одновременно использовать ингибиторы обоих путей обмена пуриновых нуклеотидов.
