N-Acetylglutamate synthase

N-Acetylglutamate synthase
N-Acetylglutamate synthase
	Mô hình enzyme N-Acetylglutamate synthase/kinase tetramer trên Maricaulis maris
Danh pháp
Ký hiệu	NAGS
Entrez	162417
HUGO	17996
OMIM	608300
RefSeq	NM_153006
UniProt	Q8N159
Dữ liệu khác
Số EC	2.3.1.1
Locus	Chr. 17 q21.31

N -Acetylglutamate synthase (NAGS) là một enzyme xúc tác sản xuất N -acetylglutamate (NAG) từ glutamate và acetyl-CoA.

NAGS xúc tác cho phản ứng sau:

acetyl-CoA + L-glutamate → CoA + N-acetyl-L-glutamate

NAGS, một thành viên của họ enzyme N -acetyltransferase, có mặt ở cả prokaryote và eukaryote, mặc dù vai trò và cấu trúc của nó khác nhau tùy thuộc vào loài. NAG được sử dụng trong sản xuất ornithine và arginine, hai amino acid quan trọng, hoặc là một cofactor điều hòa dị lập thể cho enzyme carbamoyl phosphate synthase (CPS1). Ở động vật có vú, NAGS được tồn tại chủ yếu ở gan và ruột non, và có trong chất nền ty thể.^[1]

Chức năng sinh học

Hầu hết các prokaryote (vi khuẩn) và eukaryote bậc thấp (nấm, tảo xanh, thực vật, v.v.) tạo ra NAG thông qua enzyme orinithine acetyltransferase (OAT), là một phần của con đường sản xuất ornithine dạng "vòng". Do đó, NAGS được sử dụng trong vai trò hỗ trợ, bổ sung dự trữ NAG theo yêu cầu. Tuy nhiên, ở một số thực vật và vi khuẩn, NAGS xúc tác bước đầu tiên trong con đường sản xuất arginine dạng "tuyến tính".^[2]

Các chuỗi protein của NAGS giữa sinh vật nhân sơ, sinh vật nhân thực bậc thấp và sinh vật nhân chuẩn bậc cao đã cho thấy sự thiếu tương đồng đáng kể. Nhận dạng trình tự giữa NAGS của prokaryotic và eukaryotic phần lớn <30%,^[3] trong khi đó nhận dạng trình tự giữa sinh vật nhân chuẩn bậc thấp và bậc cao chỉ ~ 20%.^[4]

Ý nghĩa lâm sàng

NAGS bất hoạt có dẫn đến thiếu hụt N -acetylglutamate synthase, một dạng tăng kali máu.^[5] Ở nhiều loài động vật có xương sống, N -acetylglutamate là một cofactor cần thiết của CPS1, enzyme xúc tác bước đầu tiên của chu trình urê.^[6] Nếu không có sự kích thích NAG, CPS1 không thể chuyển đổi amonia thành carbamoyl phosphate, dẫn đến tích tụ amonia độc hại.^[7] Carbamoyl glutamate hứa hẹn là một phương pháp điều trị khả thi cho tình trạng thiếu NAGS. Điều này bị nghi ngờ do sự tương đồng về cấu trúc giữa NAG và carabamoyl glutamate, cho phép carbamoyl glutamate hoạt động như một chất chủ vận hiệu quả cho CPS1.^[8]

Tham khảo

^ Meijer AJ, Lof C, Ramos IC, Verhoeven AJ (tháng 4 năm 1985). “Control of ureogenesis”. European Journal of Biochemistry. 148 (1): 189–96. doi:10.1111/j.1432-1033.1985.tb08824.x. PMID 3979393.
^ Cunin R, Glansdorff N, Piérard A, Stalon V (tháng 9 năm 1986). “Biosynthesis and metabolism of arginine in bacteria”. Microbiological Reviews. 50 (3): 314–52. PMC 373073. PMID 3534538.
^ Yu YG, Turner GE, Weiss RL (tháng 11 năm 1996). “Acetylglutamate synthase from Neurospora crassa: structure and regulation of expression”. Molecular Microbiology. 22 (3): 545–54. doi:10.1046/j.1365-2958.1996.1321494.x. PMID 8939437.
^ Caldovic L, Ah Mew N, Shi D, Morizono H, Yudkoff M, Tuchman M (2010). “N-Acetylglutamate synthase: structure, function and defects”. Molecular Genetics and Metabolism. 100 (Suppl 1): S13–9. doi:10.1016/j.ymgme.2010.02.018. PMC 2876818. PMID 20303810.
^ Caldovic L, Morizono H, Panglao MG, Cheng SF, Packman S, Tuchman M (tháng 4 năm 2003). “Null mutations in the N-acetylglutamate synthase gene associated with acute neonatal disease and hyperammonemia”. Human Genetics. 112 (4): 364–8. doi:10.1007/s00439-003-0909-5. PMID 12594532.
^ McCudden CR, Powers-Lee SG (tháng 7 năm 1996). “Required allosteric effector site for N-acetylglutamate on carbamoyl-phosphate synthetase I”. The Journal of Biological Chemistry. 271 (30): 18285–94. doi:10.1074/jbc.271.30.18285. PMID 8663466.
^ Caldovic L, Morizono H, Daikhin Y, Nissim I, McCarter RJ, Yudkoff M, Tuchman M (tháng 10 năm 2004). “Restoration of ureagenesis in N-acetylglutamate synthase deficiency by N-carbamylglutamate”. The Journal of Pediatrics. 145 (4): 552–4. doi:10.1016/j.jpeds.2004.06.047. PMID 15480384.
^ Morizono H, Caldovic L, Shi D, Tuchman M (tháng 4 năm 2004). “Mammalian N-acetylglutamate synthase”. Molecular Genetics and Metabolism. 81 Suppl 1: S4–11. doi:10.1016/j.ymgme.2003.10.017. PMC 3031861. PMID 15050968.

Liên kết ngoài

[Meijer_1985-1] Meijer AJ, Lof C, Ramos IC, Verhoeven AJ (tháng 4 năm 1985). “Control of ureogenesis”. European Journal of Biochemistry. 148 (1): 189–96. doi:10.1111/j.1432-1033.1985.tb08824.x. PMID 3979393.

[Cunin_1986-2] Cunin R, Glansdorff N, Piérard A, Stalon V (tháng 9 năm 1986). “Biosynthesis and metabolism of arginine in bacteria”. Microbiological Reviews. 50 (3): 314–52. PMC 373073. PMID 3534538.

[pmid8939437-3] Yu YG, Turner GE, Weiss RL (tháng 11 năm 1996). “Acetylglutamate synthase from Neurospora crassa: structure and regulation of expression”. Molecular Microbiology. 22 (3): 545–54. doi:10.1046/j.1365-2958.1996.1321494.x. PMID 8939437.

[Caldovic_2010-4] Caldovic L, Ah Mew N, Shi D, Morizono H, Yudkoff M, Tuchman M (2010). “N-Acetylglutamate synthase: structure, function and defects”. Molecular Genetics and Metabolism. 100 (Suppl 1): S13–9. doi:10.1016/j.ymgme.2010.02.018. PMC 2876818. PMID 20303810.

[Caldovic_2003-5] Caldovic L, Morizono H, Panglao MG, Cheng SF, Packman S, Tuchman M (tháng 4 năm 2003). “Null mutations in the N-acetylglutamate synthase gene associated with acute neonatal disease and hyperammonemia”. Human Genetics. 112 (4): 364–8. doi:10.1007/s00439-003-0909-5. PMID 12594532.

[McCudden_1996-6] McCudden CR, Powers-Lee SG (tháng 7 năm 1996). “Required allosteric effector site for N-acetylglutamate on carbamoyl-phosphate synthetase I”. The Journal of Biological Chemistry. 271 (30): 18285–94. doi:10.1074/jbc.271.30.18285. PMID 8663466.

[Caldovic_2004-7] Caldovic L, Morizono H, Daikhin Y, Nissim I, McCarter RJ, Yudkoff M, Tuchman M (tháng 10 năm 2004). “Restoration of ureagenesis in N-acetylglutamate synthase deficiency by N-carbamylglutamate”. The Journal of Pediatrics. 145 (4): 552–4. doi:10.1016/j.jpeds.2004.06.047. PMID 15480384.

[Morizono_2004-8] Morizono H, Caldovic L, Shi D, Tuchman M (tháng 4 năm 2004). “Mammalian N-acetylglutamate synthase”. Molecular Genetics and Metabolism. 81 Suppl 1: S4–11. doi:10.1016/j.ymgme.2003.10.017. PMC 3031861. PMID 15050968.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]