Гипоксантингуанинфосфорибозилтрансфераза
Карта белка гипоксантингуанинфосфорибозилтрансферазы
Рекомендуемое название: гипоксантинфосфорибозилтрансфераза, другие названия: IMP-пирофосфорилаза, трансфосфорибозидаза. Фермент катализирует реакции IMP+PPi=HYPX+PRPP и GMP+PPi=GUA+PRPP
Строение фермента определяет структурный ген HPRT ,локализован- ный на X-хромосоме .
HPRT-растворимый цитоплазматический фермент, широко распростра- ненный в тканях человека [ Rosenbloom F.,1967 ]. Наиболее высокая активность HPRT содержится в клетках тканей мозга у человека,обезь- яны, крысы, мыши [ Kelley W.N.,1983 ].Активность в мозге человека сос- тавляет 0,05% от общего растворимого белка) [ Rosenbloom F.,1967 ].
Активность у лошади, кролика, крысы и мыши также выше в тканях мозга, чем в скелетных мышцах; у лошади, в отличие от других животных наибо- лее высокая активность в тимусе. У человека активность HPRT убывала от 294 до 13 нмоль/час/мг белка в ряду: церебральная кора мозга - -базальный ганглий - печень - тимус - почки - сердце - скелетные мышцы [ Hurkness R.A.,1990 ].
В норме высокую активность HPRT имеют также эритроциты, лейкоциты, яичники [ Ташева Т., 1980 ].
HPRT-тетрамер, состоящий из идентичных субъединиц с молекулярной массой 24470 Да [ Silverman L.J.,1987 ]. Гетерогенность фермента свя- зана с посттрансляционными модификациями в первичной структуре [ Wilson J.M.,1983 ]. В зависимости от локализации фермента pH-оптимум катализируемых реакций несколько отличается, в эритроцитах человека не было заметных изменений в активности HPRT в области pH 7,1-9,1 [ Krenitsky T.A.,1969 ].
Хорошими субстратами HPRT эритроцитов человека являются гипоксан- тин, гуанин, 6-меркаптопурин [ Krenitsky T.A.,1969 ]. Значения Km для HPRT из эритроцитов человека составляют для гипоксантина 1,7*10-5M и для гуанина 5,0*10-6M, близкие значения получены для этих субстратов в случае печени овцы , мозга крысы , клеток 755 аденокарциномы ; значение Km для HPRT из эритроцитов человека нахо- дятся для PRPP по разным данным в пределах 5,5*10-5 - 2*10-4M , из клеток 755 аденокарциномы значения Km для PRPP было равно 3,6*10-5M - - 1,2*10-4M [ Kelley W.N.,1983 ]. Наиболее высокая активность HPRT была найдна в присутствии Mg2+ в концентрациях 5-20 мМ.При более вы- соких концентрациях ионов Mg наблюдали ингибирование активности [ Kelley W.N.,1983 ]. GMP, GDP и GTP более сильные ингибиторы HPRT,чем IMP, конкурентные по отношению к PRPP и неконкурентные по отношению к гипоксантину [ Krenitsky T.A.,1969 ].
Кривые зависимости скорости реакции, катализируемой HPRT, от концентрации PRPP имеют гиперболическую зависимость при более щелочных pH и S-образную при pH7,5 и ниже [ Kelley W.N.,1983 ].
В отношении существования изоферментов HPRT существуют спорные мнения. По некоторым данным изоферменты HPRT иммунологически идентичны и незначительно отличаются по удельной активности, степени ингибирования GMP (1mM) и Mg2+-PRPP, отличаются изоэлектрическими точками: при изоэлектрическом фокусировании обнаружены три пика с pI - (1) 5,7;5,7;5,6; (2) 5,9; 5,9; 5,7; (3) 6,0; 6,0; 5,9. Молекулярные массы трех изоферментов составляли 34000, 34600 и 34700 Да [ Arnold W.J.,1971 ].
Для HPRT из разных источников pI несколько отличаются: из эритроцитов человека в данном определении - 5,1- 5,6, КВ-клеток человека 5,8-6,1; мозга и печени хомяка - 6,28 6,4 и 6,6; L-клеток мыши 6,2-6,5 [ Molamud D.,1978 ].
В мозге человека обнаружены два изофермента, отличающиеся по молекулярной массе (69000 и 77000 Да), оптимуму pH (8,4 и 7,0-10,5), значениям Kmдля гипоксантина (13 и 33 мкМ) и гуанина (3,4 и 5,6 мкМ соответственно) [ Ikeda K.,1984 ]. Отрицание существования реальных изоферментов HPRT отмечено [ Straks M.,1978 ].
Электрофоретическая гетерогенность HPRT, вероятно, не обусловлена генетическими изменениями в белке и не имеет определяющего функционального значения [ Kelley W.N.,1983 ].
HPRT-тетрамер, состоящий из идентичных субъединиц с молекулярной массой 24470 Да (217 остатков аминокислот). mRNA кодирует HPRT из 218 аминокислот, но затем с N-конца удаляется Met и ацетилируется следующий аминокислотный остаток - Ala. Одна из модификаций фермента - HPRT с частично дезаминированными Asp- 106 [ Silverman L.J.,1987 ; Wilson J.M.,1982 ; Wilson J.M.,1983 ].
Гетерогенность фермента связана с пострансляционными модификациями в первичной структуре [ Wilson J.M.,1983 ]. В зависимости от условий HPRT эритроцитов человека существует в тетрамерной форме (105000-11000 Да), димерной (52000-55000 Да) или тримерной формы, последняя в отсутсвие PRPP. Молекулярная масса субъединицы HPRT человека (эритроциты) и китайского хомячка (печень) близка [ Strauss M.,1978 ]. HPRT не содержит глюкозамина, сиаловых кислот, гексозы и содержит два остатка цистеина [ Muensch H.,1977 ].
При сравнении свойств нормальной HPRT человека и одной из мутантных форм было обнаружено, что они отличаются по оптимуму pH (9 и 8 соответственно) и степени ингибирования KCI - в норме фермент менее чувствителен к ингибированию KCI, а мутантная форма полностью ингибируется при 316 мМ KCI [ Carter-Edwards T.,1989 ].
Низкая активность HPRT отмечена в культуре фибробластов человека. Значение Kmдля гипоксантина составляло 26 мкМ, Vmax 1761 мкЕд/мг белка. Высокие концентрации субстратов гипоксантина и гуанина ингибировали активность HPRT без изменения значений Km и Vmax; значение Km для гипоксантина было равно 80 мкМ [ Steyn M.,1984 ]. Мононуклеотиды ингибировали HPRT эритроцитов человека конкурентно по отношению к PRPP и неконкурентно по отношению к гипоксантину. GMP, GDP и GTP более сильные ингибиторы, чем IMP.
При низких концентрациях Mg2+PPi ингибировал активность HPRT. PHMB (п-хлормеркурийбензоат), N-этилмалеимид инактивировали HPRT [ Kremitsky T.A.,1969 ]. Фосфаты карбоциклических нуклеозидных аналогов - ингибиторы HPRT . Карбоциклический GMP более сильный ингибитор HPRT культуры клеток L1210, чем карбоциклический IMP. 1 мкМ карбоциклический GMP ингибировал образование GMP, катализируемое HPRT, на 50% [ Bennett L.L.J.,1985 ].
Увеличение активности HPRT наблюдаеся у крыс при постнатальном развитии.Активность достигает максимума с первым появлением сперматозоидов в семенных канальцах [ Allsop J.,1986 ].Активность HPRT возрастает в 3 раза от 15 до 20 дней жизни крысы [ Gutesohn W.,1972 ; Allsop J.,1980 ].Быстрое увеличение активно- сти HPRT происходит в первые три дня при развитии эмбрионов кро- лика [ Epstein C.J.,1970 ].
Активность HPRT значительно увеличена в лейкоцитах пациентов с острой миелоцитарной лейкемией по сравнению с нормальными лейкоцитами [ Smith J.L.,1971 ].
Смотрите также:
