Dihydrofolaatreductase
| Dihydrofolaatreductase | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
Structuur van dihydrofolaatreductase uit kippenlever. Zie de Protein Data Bank entry: 8DFR.
| ||||
| Identificatie | ||||
| EC-nummer | 1.5.1.3 | |||
| CAS-nummer | 9002-03-3 | |||
| Databanken | ||||
| BRENDA | BRENDA entry | |||
| ExPASy | Expasy entry | |||
| KEGG | KEGG entry | |||
| MetaCyc | Stofwisselingsroute | |||
| PDB-codes | ||||
| ||||
Dihydrofolaatreductase, afgekort als DHFR, is een enzym dat dihydrofolaat reduceert tot tetrahydrofolaat, met behulp van NADPH als elektronendonor. Tetrahydrofolaat is een actieve vorm van foliumzuur die organismen nodig hebben voor stofwisseling van één-koolstofreacties, zoals de overdracht van methylgroepen.[1] Bij de mens wordt het DHFR-enzym gecodeerd door het gen DHFR. Het komt voor in het gebied q11 tot q22 van chromosoom 5.
DHFR komt voor in alle organismen, van bacteriën tot zoogdieren. Het enzym reguleert de niveaus van tetrahydrofolaat in de cel. Tetrahydrofolaat en derivaten ervan zijn essentieel voor de synthese van purines en thymidinemonofosfaat: twee verbindingen die belangrijk zijn voor celgroei.[2] DHFR speelt daarnaast een rol bij de synthese van nucleïnezuurprecursors. Cellen waarin het DHFR-enzym ontbreekt, hebben glycine en thymidine nodig om te groeien en in leven te blijven.[3]
Functie
Dihydrofolaatreductase zet dihydrofolaat om in tetrahydrofolaat door overdracht van een waterstofatoom. Deze omzetting is nodig voor de-novosynthese van purines, thymidylzuur en enkele aminozuren. Zonder deze moleculen kan een organisme niet groeien. Hoewel het gen voor dihydrofolaatreductase in kaart is gebracht op chromosoom 5, zijn er verschillende intronloze pseudogenen geïdentificeerd op andere chromosomen.[4]
Dihydrofolaatreductase maakt gebruikt van de cofactor nicotinamide-adenine-dinucleotidefosfaat (NADPH) voor de reductie van het substraat. Het katalytische mechanisme is goed bekend. De reactie begint met de binding van NADPH en het substraat aan de bindingsplaats van het enzym, gevolgd door de overdracht van een proton en een hydride-ion van NADPH naar het substraat. De twee laatste stappen vinden echter niet gelijktijdig plaats in dezelfde overgangstoestand: eerst verloopt de protonering en dan de hydride-overdracht.[5]
De reactie is sterk afhankelijk van pH, met name de hydride-overdrachtsstap. Veranderingen in pH hebben namelijk invloed op de elektrostatica van het actieve centrum en op de ionisatietoestand van zijn residuen.[6]
Zie ook
Bronnen
- ↑ (en) Chen MJ, Shimada T, Moulton AD, Cline A, Humphries RK, Maizel J, Nienhuis AW (1984). The functional human dihydrofolate reductase gene. The Journal of Biological Chemistry 259 (6): 3933–43. PMID 6323448.
- ↑ (en) Schnell JR, Dyson HJ, Wright PE (2004). Structure, dynamics, and catalytic function of dihydrofolate reductase. Annual Review of Biophysics and Biomolecular Structure 33 (1): 119–40. PMID 15139807. DOI: 10.1146/annurev.biophys.33.110502.133613.
- ↑ (en) Urlaub G, Chasin LA (1980). Isolation of Chinese hamster cell mutants deficient in dihydrofolate reductase activity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 77 (7): 4216–20. PMID 6933469. PMC 349802. DOI: 10.1073/pnas.77.7.4216.
- ↑ Entrez Gene: DHFR dihydrofolate reductase (human). NCBI.
- ↑ (en) Wan Q, Bennett BC, Wilson MA, Kovalevsky A, Langan P, Howell EE, Dealwis C (2014). Toward resolving the catalytic mechanism of dihydrofolate reductase using neutron and ultrahigh-resolution X-ray crystallography. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 111 (51): 18225–30. PMID 25453083. PMC 4280638. DOI: 10.1073/pnas.1415856111.
- ↑ (en) Liu CT, Francis K, Layfield JP, Huang X, Hammes-Schiffer S, Kohen A, Benkovic SJ (2014). Escherichia coli dihydrofolate reductase catalyzed proton and hydride transfers: temporal order and the roles of Asp27 and Tyr100. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 111 (51): 18231–6. PMID 25453098. PMC 4280594. DOI: 10.1073/pnas.1415940111.