UDP-glucuronic acid (UDP-GlcA)是糖核苷酸生物合成的中心前體,是分別釋放udp -半乳糖醛酸(UDP-GalA)和udp -戊糖產(chǎn)物的c4 -外消旋酶和脫羧酶的共同底物。
盡管催化的反應不同,但人們認為這些酶的機制相似,根源在于它們與短鏈脫氫酶/還原酶(SDR)蛋白超家族的共同成員關(guān)系:酶結(jié)合的NAD+在底物C4處氧化啟動催化途徑。
UDP-GlcA c4 -異丙基化反應的機理,與脫羧反應相比,這一反應的機理還有待進一步研究。蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)的UDP-GlcA 4-異丙基酶(UDP-GlcA 4-epimerase)是一種同源二聚體,含有一個NAD+ /亞基(kcat = 0.25±0.01 s-1)。
UDP-GlcA的異丙基化過程是通過從底物C4的氫化物轉(zhuǎn)移到底物C4的氫化物來進行的,同時酶結(jié)合的輔助因子在穩(wěn)定狀態(tài)下保持其氧化形式(≥97%),且沒有脫羧痕跡。
UDP-GlcA轉(zhuǎn)化的kcat表現(xiàn)為2.0(±0.1)的動力學同位素效應,來源于C4的底物氘化反應。
提出的酶促反應機制包括一個瞬時的udp -4-酮-己糖-醛酸中間體,它的形成總體上是限速的,并受從UDP-GlcA中提取氫化物之前的構(gòu)象步驟控制。
在動力學緩慢的結(jié)合步驟中,對底物的**定位可能對異丙基嘌呤酶建立立體電子約束很重要,在這種約束下,可**阻止易變的β-酮酸物種的脫羧。突變和pH研究表明,保守的Tyr149作為底物氧化的催化堿,并表明它參與了底物定位步驟。
綜上所述,基于整體機理類比,立體電子控制可能是具有UDP-GlcA活性的sdr型異丙基化酶和脫羧酶催化的一個**特征。
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