核糖核苷酸还原酶

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核糖核苷酸还原酶 (英文:Ribonucleotide reductase.(RNR), 别称为 核糖核苷二磷酸还原酶) 他是一个酵素,功能为把核苷酸催化脱氧核糖核苷酸. 脱氧核糖核苷酸常被使用于DNA的合成。而且在活体中物中,这个借由核糖核苷酸还原酶来催化的反应,受到非常严格的调控管理。 此外,核糖核苷酸还原酶在调节DNA的合成的总速率中扮演一个非常关键的角色,可以让我们在细胞分裂和DNA 复制时,DNA和细胞质量维持在固定比率。核糖核苷酸还原酶还有一个比较特别的调控方法,就是借由自由基机制来进行反应。核糖核苷酸还原酶的基质ADP, GDP, CDP and UDP. dTDP (脱氧胸苷二磷酸)是从dTMP (脱氧胸苷磷酸)而来,借由(胸苷激酶)催化而形成.

结构

核糖核苷酸还原酶是一个铁离子依赖型的酵素,而且此酵素在DNA的合成中是一个必要的角色。第一型的核糖核苷酸还原酶是由一个比较大的RNR1和一个比较小的RNR2,这两个亚基所形成一个异二聚体四聚体。由于核糖核苷酸还原酶可以催化脱氧核糖核苷酸(dNTPs)的从头反应,脱氧核糖核苷酸是DNA合成的前驱物,在细胞增殖中是一个必要的一员。

在人体中,RNR1亚基是由RRM1基因来编码,同时他的异构型态RNR2是由RRM2基因和RRM2B基因来编码的:

每一个RNR1单体都包含三个区域:

  • 1.含有220[[N-terminus|N-端]残基的主要螺旋结构。
  • 2.包含480个残基,有十股α/β的结构。
  • 3.包含70个残基比较小一点,有五股 α/β的结构。

在Pfam中,第二域名已被解释为两个单独的域:

  • 1.一个比较小,全部由α组成的N端域。
  • 2.一个比较大,全部由β组成的C端域。

RNR2含有一个亚铁中心和一个稳定的酪氨酰 自由基. 在Escherichia coli|大肠杆菌中,酪氨酰自由基位于Y12) 提供稳定的自由基给第一型的RNR2亚基。 在 Aedes aegypti|埃及斑蚊体中, 酪氨酰自由基位于位置Y184。 酪氨酰自由基通常被深深的埋在蛋白质的疏水环境中,而这个地方通常是在常使用稳定酪氨酰自由基的铁离子中心旁边。 2μ-氧联铁杆的结构是由铁结合位点配体所提供的: 有4个胺基酸[天冬氨酸 (D146), 谷氨酸 (E177, E240, and E274)] 和两个组氨酸s (H180 and H277). RNR一级结构的的定点突变指出我们上述的那些残基全部都有参雨我们把自由基传颂到活化位的长距离运输。核糖核苷5'-二磷酸(NDPs)催化核糖5 - 磷酸2号碳的环原反应,形成2'-脱氧衍生物还原2'-脱氧核糖核苷5'-二磷酸(dNDPs)。而这个反应在我产生自由基的时候会启动。由单一的反应来,RNR需要硫氧还原蛋白的双硫醇基团所提供的电子。当烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷 (NADPH)提供两个氢原子来环原硫氧还原蛋白的二硫化物基团时,我们的硫氧环原蛋白会进行再生。

三个类型的RNR都有非常相像的机制来还原NDPs,三者的不同处只在于产生自由基的部分。金属蛋白的结构中含有特定的金属离子和电子提供者,所有类型都是使用自由基化学。 可以借由Cerqueira 等人的研究来了一些使用整个R1蛋白的机制.

调节

第一型RNR包含了RNR1和RNR2两个亚基,和形成异源二聚体四聚体有关。真核细胞的IA型还原酶有一个附调控机制,就是当dNTPs浓度过高时,他会关闭她的合成机制。.这个机制可以保护我们的细胞不会因为dNTP的过剩造成的细胞毒性突变效应而造成细胞死亡或DNA的损害。

RNR 可以使用异位调节的morpheein模型.

RNR1和RNR2抑制剂

通常类型I的RNR抑制剂可以被分成三种:转译抑制剂,可以中止酵素的合成。二聚化抑制剂,可以预防两个RNR亚基的关联(R1和R2)。最后是催化抑制剂可以让R1亚基或R2亚基失活。.

第一型的RNR和第二型的RNR的C端很像,都可以被肽类抑制。

外部连结


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