آنزیم سلولز سنتاز -(تشکیل UDP)

گلوکز سنتاز (CesA/BcsA)
شناسه‌ها
نماد	Cellulose_synth
پی‌فم	PF03552
TCDB	4.D.3
CAZy	GT2
ساختارهای پروتئینی در دسترس: پی‌فم   structures / ECOD   پی‌دی‌بی RCSB PDB; PDBe; PDBj پی‌دی‌بی‌سام structure summary
4p02 chain A; CAZy and TCDB also includes other proteins

سلولز سنتاز باکتریایی دی-GMP-زیر واحد تنظیمی اتصال
شناسه‌ها
نماد	BcsB
پی‌فم	PF03170
CATH	4p02
OPM superfamily	302
OPM protein	4p02
Membranome	539
ساختارهای پروتئینی در دسترس: پی‌فم   structures / ECOD   پی‌دی‌بی RCSB PDB; PDBe; PDBj پی‌دی‌بی‌سام structure summary
4p02 chain B

زیرواحد تنظیمی اتصال دهنده دی-GMP سلولز سنتاز باکتریایی
شناسه‌ها
نماد	BcsB
Pfam	PF03170
اینترپرو	IP018513
CATH	4p02
سوپرخانواده OPM	302
پروتئین OPM	4p02
غشاء	539

می‌تواند این واکنش شیمیایی را به راحتی کاتالیز کندUDP-گلوکز B-Dگلوکان B-D-4گلوکوزیل ترانسفراز در فرم تشکیل دهنده UDP و همچنین سنتاز سلولز آنزیم اصلی تولید سلولز است. به‌طور سیستماتیک، در آنزیم‌شناسی، به عنوان UDP-glucose شناخته می‌شود.

UDP-glucose + [(1→۴)-β -D- glucosyl] _n = UDP + [(1→۴)-β -D- glucosyl] _n+1

یک آنزیم مشابه از GDP- گلوکز، سلولز سنتاز (تشکیل دهنده GDP) استفاده می‌کند.

سال‌ها پیش این گروه از آنزیم‌ها در باکتری‌ها و گیاهان یافت می‌شد. اعضای گیاه معمولاً به عنوان CesA(سلولز سنتاز) یا CslAآزمایشی (شبیه سنتاز سلولز) شناخته می‌شد. در حالی که اعضای باکتریایی ممکن است باعث تولید کلروپلاست شوند. خانواده BcsA(سلولز سنتاز باکتریایی) یا CelA می‌توانند (به سادگی سلولز) شناخته شوند.

از گیاهان CesA از اتفاقات درون همزیستی آنها که در بیوسنتز و هیدرولیز نقش دارند جلبک بدست می‌آورند.

گروه اصلی خانواده آنها شامل هفت زیر مجموعه در گیاه CesAگلیکوزیل ترانسفراز وجود دارد. خانواده گلیکوزیل ترانسفراز ۲ انتقال افقی ژن را به عهده دارد و این آنزیم تنها در گروهی از حیوانات یافت می‌شود.

سلولز

سلولز گروهی از زنجیره‌های پلیمری بدون انشعاب است که از بقایای گلوکز مرتبط با β-(۱→۴) ساخته شده که بخش بزرگی از دیواره‌های سلولی اولیه و ثانویه را تشکیل می‌دهد. که توسط اکثر باکتری‌ها و جلبک‌ها در سراسر جهان کنونی ما سنتز می‌شود. که میکروفیبریل‌های سلولزی تولید می‌شود، که به عنوان منبع حیاتی سوخت‌های زیستی تجدید پذیر و سایر محصولات مبتنی بر بیولوژیکی مانند چوب، سوخت، علوفه، کاغذ و پنبه عمل می‌کند.

هدف از سلولز

میکروفیبریل‌های سلولزی بر روی سطح غشای سلولی برای تقویت دیواره‌های سلولی ساخته می‌شوند. زیست شناسان سلولی تحقیقات گسترده‌ای انجام شده‌است زیرا ۱) مورفوژنز سلولی را تنظیم می‌کنند و ۲) در کنار بسیاری از اجزای دیگر (مانند لیگنین، همی سلولز، پکتین)عمل می‌کنند. پکتین در دیواره سلولی به عنوان یک ساختار قوی است که باعث تورم سلول شده و در تمامی جهات سلول پخش می‌شود از این رو سلول تکیه گاهد و شکل اصلی خود را از دست داده و باعث می‌شود سلول بدون ساختارهای پشتیبانی خود رشد کند.

ساختار

چندین ساختار از سلولز سنتاز باکتریایی BcsAB حل شده‌است. آنزیم باکتریایی از دو زیر واحد مختلف تشکیل شده‌است، BcsA کاتالیزوری در سمت سیتوپلاسمی و BcsB تنظیمی در سمت پری پلاسمیک. آنها توسط یک سری از مارپیچ‌های گذرنده که توسط پایگاه داده CATH با نام‌های 4p02A01 و 4p02B05 نامیده می‌شوند، جفت می‌شوند. این آنزیم توسط di-GMPحلقوی در درون بدن تحریک می‌شود اما در شرایط آزمایشگاهی این چنین نیست و یک بشکه ۱۸ رشته‌ای بتا مورد نیاز است. و هم چنین برخی از زیرواحدهای پری پلاسمیک غیرضروری اضافی هستند.

BcsA یک طرح از حوزه‌های سیتوپلاسمی را دنبال می‌کند که بین دامنه ترمینال ترمینال N و C قرار گرفته‌است. این یک دامنه معمولی خانواده 2 GT (4p02A02) با ساختار تاشو GT-A دارد. در انتهای C ترمینال یک دامنه PilZ است که در باکتری‌ها حفظ شده‌است، که بخشی از سطح اتصال حلقوی di-GMP همراه با BcsB و دامنه بتا بشکه (4p02A03) را تشکیل می‌دهد. علاوه بر آن دامنه Bاز دو ترمینال TM-BcsBتشکیل شده‌است که هر اتصال کربوهیدرات و ساندویت آلفا کانالی را می‌سازند که سلولز سنتاز از آن خارج می‌شود و جهش‌های باقی مانده باعث کاهش فعالیت آنزیم GMPمی‌شوند.

BcsA و BcsB با هم کانالی را تشکیل می‌دهند که سلولز سنتز شده از سلول خارج می‌گردد و جهش‌ها در بقایای پوشش این کانال باعث کاهش فعالیت این آنزیم می‌شوند. یک حلقه روی کانال بسته می‌شود زمانی که آنزیم di-GMPبه آن متصل می‌شود باز می‌شود.

گیاهان

در گیاهان، سلولز توسط کمپلکس‌های سلولز سنتاز (CSCs)، که از ایزوفرم‌های پروتئین سنتاز (CesA) تشکیل شده‌اند، سنتز می‌شوند که در یک ساختار شش ضلعی منفرد «روزت ذرات با عرض ۵۰ نانومتر و ارتفاع ۳۰تا۳۵نانومتر» مرتب شده‌اند. بیشتر از ۲۰ مورد از پروتین‌های غشایی انتگرال تمام طول هر کدام دارای ۱۰۰۰امینو اسید طول دارند. سلولز در تمام دیواره‌های سلولی ساخته می‌شود، پروتئین CesA در تمام بافت‌ها و انواع سلولی گیاهان وجود دارد. انواع مختلفی از CesA وجود دارد، برخی از انواع بافت ممکن است غلظت‌های متفاوتی نسبت به دیگری داشته باشند. برای مثال، پروتئین AtCesA1 (RSW1) در بیوسنتز دیواره‌های سلولی اولیه در کل گیاه نقش دارد در حالی که پروتئین AtCesA7 (IRX3) فقط برای تولید دیواره سلولی ثانویه در ساقه بیان می‌شود.

در مقایسه با آنزیم باکتریایی، تبلور نسخه‌های گیاهی سنتاز بسیار سخت‌تر است و از اوت ۲۰۱۹ هیچ ساختار اتمی آزمایشی دامنه کاتالیزوری سلولز سنتاز گیاهی شناخته نشده‌است. با این حال، حداقل دو ساختار با اطمینان بالا برای این آنزیم‌ها پیش‌بینی شده است. وسیع‌تر از این دو ساختار (Sethaphong 2013)، که شامل کل دامنه سیتوپلاسمی میانی است که نمای مفیدی از آنزیم ارائه می‌دهد دو درج مخصوص گیاه به نام PC-R (منطقه حفاظت‌شده از گیاه، مشابه در تمام گیاهان) در انتهای ترمینال N و CS-R (منطقه ویژه کلاس، تعداد زیر کلاس را بعد از CesA تعیین می‌کند) در انتهای ترمینال C هسته کاتالیزوری معمول GT را نشان می‌دهد، که احتمالاً عملکرد منحصر به فرد تشکیل روزت گیاهی را ارائه می‌دهد. به نظر می‌رسد این ساختار اثرات بسیاری از جهش‌های شناخته شده را توضیح می‌دهد. دو گروه با درک بیشتر و منطقی خود از ساختارCesAادامه می‌دهند که مطالعات گیاهی بهتری و به مدل‌های کامپیوتری دقیق تری دسترسی پیدا کنند.

تفاوت‌های دیگر با BcsA باکتریایی شامل تعداد مارپیچ TM است.دارای ۴ مارپیچ در هر انتها است؛ CesA دارای دو مارپیچ در ترمینال N و۶و cاست. و وجود یک انگشت در انتهای 1WEO

فعالیت

بیوسنتز سلولز فعالیتی است که طی آن زنجیره‌های همگن بتا-(۱→۴)-گلوکان با طولی بین باقیمانده گلوکز سنتز می‌شوند و سپس با یکدیگر پیوند هیدروژنی برقرار می‌کنند تا آرایه‌های کریستالی سفت و سخت یا میکروفیبریل‌ها را بسازند میکروفیبریل‌ها در دیواره سلولی اولیه تقریباً ۳۶ زنجیره دارند در حالی که آنهایی که در دیواره سلولی ثانویه قرار دارند بسیار بزرگتر هستند و حاوی ۱۲۰۰ زنجیره β-(۱→۴)-گلوکان هستند. اوریدین دی فسفات-گلوکز (UDP)، که توسط آنزیم ساکارز سنتاز (SuSy) تولید می شودو به غشای پلاسمایی منتقل می‌شود.

سازه‌های پشتیبان

سنتز میکروفیبریل توسط میکروتوبول‌های قشری هدایت می‌شود فرضیه هم ترازی میکروتوبول-میکروفیبریل پیشنهاد می‌کند که میکروتوبول‌های قشر مغز، که در زیر غشای پلاسمایی سلول‌های دراز شده قرار بگیرند، زیرا مسیرهایی را برای CSCها فراهم می‌کنند که مولکول‌های گلوکز را به میکروفیبریل‌های سلولز کریستالی تبدیل می‌کنند. فرضیه مستقیم برخی از انواع ارتباط مستقیم بین کمپلکس‌های CESA و میکروتوبول‌ها را در نظر می‌گیرد. تصور می‌شود که پروتئین KORRIGAN (KOR1) جزء حیاتی سنتز سلولز است زیرا به عنوان یک سلولاز در سطح مشترک غشای پلاسما و دیواره سلول عمل می‌کند.

تأثیرات محیطی

فعالیت سنتز سلولز تحت تأثیر بسیاری از محرک‌های محیطی قرار می‌گیرد. فعل و انفعالات با این عوامل ممکن است بر رسوبگذاری سلولز تأثیر بگذارد، زیرا بر میزان سوبسترای تولید شده و غلظت و/یا فعالیت CSCها در غشای پلاسمایی تأثیر می‌گذارد

بیشتر خواندن

الگو:Glycosyltransferases

رده:آنزیم‌هایی با ساختار شناخته شده رده:عدد گروه آنزیمی ۲.۴.۱

This article "آنزیم سلولز سنتاز -(تشکیل UDP)" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:آنزیم سلولز سنتاز -(تشکیل UDP). Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.

---

 Facebook Page

 Follow us on Twitter !

Read or create/edit this page in another language

• آنزیم سلولز سنتاز -(تشکیل UDP) in English