Аспартат-карбамоилтрансфераза
АСПАРТАТ-КАРБАМОИЛТРАНСФЕРАЗА (карбамоилфосфат: L-аспартат карбамоилтрансфераза), фермент класса трансфераз, катализирующий первую р-цию в цепи биосинтеза пиримидиновых нуклеотидов:
Наиб. изучена аспартат-карбамоилтрансфераза бактерии Escherichia coli, из к-рой этот фермент выделен в кристаллич. виде. Аспартат-карбамоилтрансфераза состоит из 6 идентичных регуляторных субъединиц (мол. м. по 17 тыс.), сгруппированных в 3 димера, и 6 идентичных каталитич. субъединиц (мол. м. по 34 тыс.), сгруппированных в 2 тримера; активные и регуляторные субъединицы можно разделить. Аспартат-карбамоилтрансфераза содержится во всех организмах. У животных находится в осн. в слизистой тонкого кишечника; ее много также в селезенке и печени. В крови фермент отсутствует. Аспартат-карбамоилтрансфераза ингибируется по аллостерич. механизму пиримидиновым нуклеотидом цитозинтрифосфатом и активируется пуриновым нуклеотидом АТФ, к-рые проявляют свои св-ва при взаимод. с регуляторными субъединицами фермента. Получены мутантные штаммы Escherichia coli, у к-рых аспартат-карбамоилтрансферазы состоят только из каталитич. субъединиц. Такие штаммы применяют в пром-сти как продуценты пиримидиновых нуклеотидов.
Литература
Диксон М., Уэбб Э., Ферменты, пер. с англ., т. 2-3, М.. 1982; Lipscomb W. N., "Annual Review of Biochemistry", 1983, v. 52, p. 17-34. 3. С. Каган.
Дополнения к описанию аспартат-карбамоилтрансферазы:
Более точное биохимическое определение: Катализирует конденсацию карбамоилфосфата с L-аспартатом с образованием N-карбамоил-L-аспартата и неорганического фосфата. Эта реакция является ключевой и лимитирующей стадией в пути синтеза пиримидинов de novo.
Структурные особенности: Фермент из E. coli (АТCase) является классическим примером аллостерического фермента с гетеротропной регуляцией. Его структура (C₆R₆) демонстрирует разделение каталитических и регуляторных функций на разные субъединицы — принцип, который стал парадигмой в энзимологии.
Механизм регуляции: Ингибирование конечным продуктом (ЦТФ) является примером отрицательной обратной связи, предотвращающей избыточный синтез пиримидинов. Активация АТФ отражает необходимость сбалансированного пула пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов в клетке.
Значимость в биохимии: Аспартат-карбамоилтрансфераза — один из наиболее изученных модельных ферментов для понимания аллостерической регуляции, кооперативности (сигмоидальной кинетики) и конформационных изменений в белках.