Molecola del Mese di David S. Goodsell e Mauro Tonellato Trad. di Mauro Tonellato

Enzimi Glicolitici

Indice 2004

Tappa 1: Esochinasi

La esochinasi compie il primo passo della glicolisi, usando una molecola di ATP per avviare il processo. Trasferisce un gruppo fosfato dall'ATP al glucosio, formando glucosio-6-fosfato. Daniel Koshland comprese, dieci anni prima che la struttura della esochinasi fosse nota, che questa reazione chimica deve avvenire lontano dall'acqua, per impedire che al posto del glucosio sia una molecola d'acqua a staccare il fosfato dall'ATP. Quindi egli propose che la esochinasi compia un adattamento indotto, chiudendosi intorno all'ATP e al glucosio dopo che questi si sono legati nel sito attivo. Quando molte strutture di esochinasi di lievito sono state risolte negli anni '70, si è potuto dimostrare che la sua intuizione era corretta. La esochinasi ha la forma di un morsetto, con un grande incavo su un lato (mostrato qui sotto con una freccia). La struttura senza glucosio, mostrata in basso a sinistra dall'archivio PDB 2yhx, è aperta, permettendo l'accesso al sito attivo. Ma quando il glucosio si lega, come mostrato in basso a destra dall'archivio PDB 1hkg, la struttura si chiude, circondando la molecola. Queste due strutture furono risolte prima che la sequenza di amminoacidi fosse del tutto nota, così le strutture sono incomplete. Per osservare qualcosa di più aggiornato, si veda l'archivio PDB 1ig8 per la forma aperta, e l'archivio PDB 1bdg per la forma con il glucosio legato.

Come accade spesso, quando si considera il modello umano, le cose diventano più complicate. Noi costruiamo molti tipi di esochinasi, per soddisfare le necessità lievemente diverse di vari tipi di cellule. L'enzima illustrato qui sulla destra è preso da cellule di cervello, dall'archivio PDB 1dgk. È due volte più grande della esochinasi di lievito, ma la cosa straordinaria è che è costruito da due subunità che assomigliano a due enzimi di lievito legati testa-a-coda. Le due metà hanno un sito attivo quasi identico. La più bassa è specializzata nello svolgere la reazione catalitica, mentre quella superiore è specializzata nella regolazione e non compie la reazione di trasferimento del fosfato.

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