Glutamat dehidrogenase
| Glutamat dehidrogenase | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pengenal pasti | |||||||||
| Nombor EC | 1.4.1.2 | ||||||||
| Nombor CAS | 9001-46-1 | ||||||||
| Pangkalan data | |||||||||
| IntEnz | Lihat IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Entri BRENDA | ||||||||
| ExPASy | Lihat NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Entri KEGG | ||||||||
| MetaCyc | Laluan metabolik | ||||||||
| PRIAM | Profil | ||||||||
| Struktur PDB | RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum | ||||||||
| Ontologi gen | AmiGO / EGO | ||||||||
| |||||||||
| Glutamat dehidrogenase | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pengenal pasti | |||||||||
| Nombor EC | 1.4.1.3 | ||||||||
| Nombor CAS | 9029-12-3 | ||||||||
| Pangkalan data | |||||||||
| IntEnz | Lihat IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Entri BRENDA | ||||||||
| ExPASy | Lihat NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Entri KEGG | ||||||||
| MetaCyc | Laluan metabolik | ||||||||
| PRIAM | Profil | ||||||||
| Struktur PDB | RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum | ||||||||
| Ontologi gen | AmiGO / EGO | ||||||||
| |||||||||
| Glutamat dehidrogenase | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pengenal pasti | |||||||||
| Nombor EC | 1.4.1.4 | ||||||||
| Nombor CAS | 9029-11-2 | ||||||||
| Pangkalan data | |||||||||
| IntEnz | Lihat IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Entri BRENDA | ||||||||
| ExPASy | Lihat NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Entri KEGG | ||||||||
| MetaCyc | Laluan metabolik | ||||||||
| PRIAM | Profil | ||||||||
| Struktur PDB | RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum | ||||||||
| Ontologi gen | AmiGO / EGO | ||||||||
| |||||||||
Glutamat dehidrogenase (GLDH, GDH) ialah enzim yang wujud dalam kedua-dua prokariot dan mitokondrion eukariot, dan bertindak dalam pertukaran glutamat kepada α-ketoglutarat. Tindak balas ini juga menghasilkan ammonia yang diproses secara kanonik sebagai substrat kitaran urea dalam eukariot.
Lazimnya, tindak balas α-ketoglutarat kepada glutamat tidak wujud dalam mamalia kerana keseimbangan glutamat dehidrogenase memihak kepada penghasilan ammonia dan α-ketoglutarat. Glutamat dehidrogenase juga mempunyai pertalian yang sangat rendah terhadap ammonia (pemalar Michaelis,, yang tinggi, kira-kira 1 mM), dan oleh itu, paras ammonia perlu begitu tinggi di dalam badan agar tindak balas terbalik diteruskan (iaitu, α-ketoglutarat dan ammonia kepada glutamat dan NAD(P)+). Walau bagaimanapun, dalam otak, nisbah NAD+/NADH dalam mitokondria otak menggalakkan penyahaminaan oksidatif (glutamat kepada α-ketoglutarat dan ammonia).[1] Dalam bakteria, ammonia diasimilasikan kepada asid amino melalui glutamat dan aminotransferase.[2] Dalam tumbuhan, enzim boleh bekerja dalam mana-mana arah bergantung kepada persekitaran dan tekanan.[3][4] Tumbuhan transgenik yang mengekspresikan GLDH mikrob dipertingkatkan toleransinya terhadap racun herba, kekurangan air dan jangkitan patogen.[5] Mereka lebih bernilai daripada segi nutrisi.[6]
Enzim ini mewakili jambatan utama antara laluan katabolik dan anabolik, dan oleh itu, banyak terdapat dalam eukariota. Dalam, manusia gen yang berkaitan dipanggil GLUD1 (glutamat dehidrogenase 1) dan GLUD2 (glutamat dehidrogenase 2), dan terdapat juga sekurang-kurangnya 8 pseudogen GLDH dalam genom manusia, mungkin mencerminkan pengaruh mikrob pada evolusi eukariota.
Kofaktor[sunting | sunting sumber]
NAD+ (atau NADP+) ialah kofaktor tindak balas glutamat dehidrogenase, menghasilkan α-ketoglutarat dan ammonium sebagai hasil sampingan.[4][7]
Berdasarkan kofaktor yang digunakan, enzim glutamat dehidrogenase dibahagikan kepada tiga kelas berikut:[perlu rujukan]
- EC 1.4.1.2: L-glutamat + H2O + NAD+ 2-oksoglutarat + NH3 + NADH + H+
- EC 1.4.1.3: L-glutamat + H2O + NAD(P)+ 2-oksoglutarat + NH3 + NAD(P)H + H+
- EC 1.4.1.4: L-glutamat + H2O + NADP+ 2-oksoglutarat + NH3 + NADPH + H+
Kawal atur[sunting | sunting sumber]
Dalam mikrob, aktiviti dikawal oleh kepekatan ammonium dan atau ion rubidium bersaiz serupa yang mengikat tapak alosterik di GLDH lalu mengubah Km enzim.[8]
Kawalan GLDH melalui peribosilan ADP amat penting dalam sel beta penghasil insulin. Sel beta merembeskan insulin sebagai tindak balas kepada peningkatan dalam nisbah AT:ADP, dan apabila asid amino dipecahkan oleh GLDH kepada α-ketoglutarat, nisbah ini meningkat lalu lebih banyak insulin dirembeskan. SIRT4 adalah perlu untuk mengawal metabolisme asid amino sebagai kaedah mengawal rembesan insulin dan mengawal tahap glukosa darah.
Hati lembu glutamat dehidrogenase didapati dikawal oleh nukleotida pada akhir 1950-an dan awal 1960-an oleh Carl Frieden.[9][10][11][12] Di samping menerangkan kesan nukleotida seperti ADP, ATP dan GTP, beliau menerangkan kelakuan kinetik NADH dan NADPH yang berbeza secara terperinci. Oleh itu, ia adalah salah satu enzim terawal yang diperhatikan apa yang kemudiannya digambarkan sebagai tingkah laku alosterik.[13]
Pengaktifan GDH mamalia oleh L-leusina dan beberapa asid amino hidrofobik lain juga telah lama diketahui,[14] namun penyetempatan tapak pengikatan tidak jelas. Baru-baru ini, tapak pengikatan alosterik baharu untuk L-leusina telah dikenal pasti dalam enzim mamalia.[15]
Isozim[sunting | sunting sumber]
Manusia menyatakan isozim glutamat dehidrogenase berikut:
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rujukan[sunting | sunting sumber]
- ^ McKenna MC, Ferreira GC (2016). "Enzyme Complexes Important for the Glutamate–Glutamine Cycle". The Glutamate/GABA-Glutamine Cycle. Advances in Neurobiology. 13. m/s. 59–98. doi:10.1007/978-3-319-45096-4_4. ISBN 978-3-319-45094-0. PMID 27885627.
- ^ "Expression of the Escherichia coli glutamate dehydrogenase gene in the cyanobacterium Synechococcus PCC6301 causes ammonium tolerance". Plant Molecular Biology. 11 (3): 335–44. May 1988. doi:10.1007/BF00027390. PMID 24272346.
- ^ "Metabolite fingerprinting in transgenic Nicotiana tabacum altered by the Escherichia coli glutamate dehydrogenase gene". Journal of Biomedicine & Biotechnology. 2005 (2): 198–214. June 2005. doi:10.1155/JBB.2005.198. PMC 1184043. PMID 16046826.
- ^ a b "Glutamate dehydrogenase of the germinating triticale seeds: gene expression, activity distribution and kinetic characteristics". Acta Physiol. Plant. 33 (5): 1981–90. 2011. doi:10.1007/s11738-011-0801-1.
- ^ "Improved drought tolerance of transgenic Zea mays plants that express the glutamate dehydrogenase gene (gdhA) of E. coli". Euphytica. 156 (1–2): 103–116. 2007. doi:10.1007/s10681-007-9357-y.
- ^ Lightfoot DA (2009). "Genes for use in improving nitrogen use efficiency in crops". Dalam Wood, Andrew; Matthew A. Jenks (penyunting). Genes for Plant Abiotic Stress. Wiley-Blackwell. m/s. 167–182. ISBN 978-0-8138-1502-2.
- ^ "Determination of glutamate dehydrogenase activity and its kinetics in mouse tissues using metabolic mapping (quantitative enzyme histochemistry)". The Journal of Histochemistry and Cytochemistry. 62 (11): 802–12. November 2014. doi:10.1369/0022155414549071. PMC 4230541. PMID 25124006.
- ^ "Re-assessment of ammonium-ion affinities of NADP-specific glutamate dehydrogenases. Activation of the Neurospora crassa enzyme by ammonium and rubidium ions". The Biochemical Journal. 209 (2): 527–31. February 1983. doi:10.1042/bj2090527. PMC 1154121. PMID 6221721.
- ^ "Glutamic dehydrogenase. II. The effect of various nucleotides on the association-dissociation and kinetic properties". The Journal of Biological Chemistry. 234 (4): 815–20. April 1959. doi:10.1016/S0021-9258(18)70181-6. PMID 13654269.
- ^ "The unusual inhibition of glutamate dehydrogenase by guanosine di- and triphosphate". Biochimica et Biophysica Acta. 59 (2): 484–6. May 1962. doi:10.1016/0006-3002(62)90204-4. PMID 13895207.
- ^ Frieden C (1963). L-Glutamate Dehydrogenase, in The Enzymes, Vol VII. Academic Press. m/s. 3–24.
- ^ "Glutamate Dehydrogenase. VI. Survey of Purine Nucleotide and Other Effects on the Enzyme from Various Sources". The Journal of Biological Chemistry. 240 (5): 2028–35. May 1965. doi:10.1016/S0021-9258(18)97420-X. PMID 14299621.
- ^ "On the Nature of Allosteric Transitions: A Plausible Model". J Mol Biol. 12: 88–118. 1965. doi:10.1016/s0022-2836(65)80285-6. PMID 14343300.
- ^ "An effect of L-leucine and other essential amino acids on the structure and activity of glutamic dehydrogenase". Proc Natl Acad Sci U S A. 47 (7): 983–9. 1961. Bibcode:1961PNAS...47..983L. doi:10.1073/pnas.47.7.983. PMC 221313. PMID 13787322.
- ^ "Structural Basis for the Binding of Allosteric Activators Leucine and ADP to Mammalian Glutamate Dehydrogenase". Int J Mol Sci. 23 (19): 11306. 2022. doi:10.3390/ijms231911306. PMC 9570180 Check
|pmc=value (bantuan). PMID 36232607 Check|pmid=value (bantuan).
Pautan luar[sunting | sunting sumber]
- Glutamate+dehydrogenase dalam Tajuk Subjek Perubatan (MeSH) di Perpustakaan Perubatan Negara AS