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Phosphoglycerate Kinase(PGK)

神经

关键词神经 临床研究术语

词汇介绍

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解析

phosphoglycerate    [,fɔsfəu'ɡlisəreit]

释    义    n. 磷酸甘油酸盐;磷酸甘油酸酯

例    句    ATP is formed in the payoff phase of glycolysis by two reactions, promoted by phosphoglycerate kinase and pyruvate kinase. ATP在糖酵解的收获阶段经过两个反应生成,由磷酸甘油酸激酶和丙酮酸激酶催化。

 

kinase   英 [ˈkaɪneɪz]  美 [ˈkɪnneɪz]

释    义    n. [生化] 激酶;致活酶 

例    句    Inherited deficiency of pyruvate kinase, a key glycolytic enzyme, causes ATP deficiency, which leads to reduced RBC life span and hemolytic anemia.糖酵解的关键酶--丙酮酸激酶,如果它有遗传缺陷,就导致会ATP缺乏、红细胞寿命缩短和溶血性贫血。

概述

概述


PGK是糖酵解的关键酶也是每种生物得以生存的必须酶该酶的缺乏可引起生物体代谢等功能的紊乱。PGK 是一个单体的、高度柔曲性的糖酵解酶它主要由两个球形的结构阈构成在与底物结合的过程中发生显著的构相改变最终发生催化效应。该酶在一些细菌细胞中只有一种而在大多数生物体内则含2-3种同工这些同工酶除在生物体内的分布不一样外还表现出独特的生物学功能。PGK 存在于所有的有机生命中在整个进化过程中它的序列是高度保守的。根据这一保守特点罗列9 PGK 蛋白质指纹从而为未知的PGK 序列提供生物信息学的鉴定依据。


功能


糖酵解是PGK 的主要功能在糖酵解第二个阶段的第二它催化1, 3-二磷酸甘油酸转变成3 -磷酸甘油酸在这过程中消耗一分子的ADP产生一分子的ATP。如果逆反应发生则形成一个分子的ADP


最近的研究表明PGK 除糖酵解功能外还有一个新的细胞外功能即在肿瘤血管生成过程中起二硫化物还原酶的作用。肿瘤细胞缺氧时它能利用糖酵解的酶包括PGK 产生ATP。被肿瘤分泌的PGK 在血浆中可促进二硫键的裂解这就触发血管生成抑制因子-血管他丁的释放。在长有纤维瘤的实验鼠身上, 血浆PGK 水平提高给实验鼠施用PGK会提高血浆血管他丁的水平抑制肿瘤生长。


蛋白质结构


PGK 作为单体形式存于生物体当中, 它含有两个几乎大小相等的, 各占整个蛋白质结构一半的结构域, 它们分别对应于N 端和C , 其中C 端的最后15 个氨基酸残基回转插入N 结构域。从结构上来看, PGK N 端和C 端结构域组成, N C 端结构域由一个狭窄的铰链区连接着, 而且被一个大的裂隙分开3 -磷酸甘油酸结合到N , 而核苷底物MgATP MgADP 则结合到这个酶的C 端结构域。这两个超大结构域的结构也与铰链弯曲所带来的大范围构象改变有关, 和已糖激酶的构象非常相似。每个结构域的核心是有被α螺旋包绕的6 股平行折叠的β 片层构成。结构域1 有一个顺序342156 6 股平行的β 片层, 而结构域2 则有一个顺序为321456 6 股平行的β 片层。对酵母PGK 进行可逆转的展开分析发现, 这两个球形结构可独立地进行折叠, 这种折叠与折叠过程中存在的介质有关, 并且与单一结构域的折叠一致。

Transomics data-driven, ensemble kinetic modeling for system-level understanding and engineering of the cyanobacteria central metabolism复制标题

跨组学数据驱动的集成动力学建模,用于蓝藻中心代谢的系统级理解和工程

发表时间:2019-03-01

影响指数:7.8

作者: Hiroki Nishiguchi

期刊:Metab Eng

In silico kinetic modeling is an essential tool for rationally designing metabolically engineered organisms based on a system-level understanding of their regulatory mechanisms. However, an estimation of enzyme parameters has been a bottleneck in the computer simulation of metabolic dynamics. In this study, the ensemble-modeling approach was integrated with the transomics data to construct kinetic models. Kinetic metabolic models of a photosynthetic bacterium, Synechocystis sp. PCC 6803, were constructed to identify engineering targets for improving ethanol production based on an understanding of metabolic regulatory systems. A kinetic model ensemble was constructed by randomly sampling parameters, and the best 100 models were selected by comparing predicted metabolic state with a measured dataset, including metabolic flux, metabolite concentrations, and protein abundance data.

译文

在矽动力学模型是一个重要的工具,合理设计代谢工程有机体的基础上,系统级的了解其调节机制。然而,酶参数的估计一直是代谢动力学计算机模拟的瓶颈。在本研究中,系综模拟方法与跨组学资料整合,以建构动力学模型。在了解代谢调控系统的基础上,构建了光合细菌Synechocystis sp.PCC 6803的动力学代谢模型,以确定提高乙醇产量的工程目标。通过随机抽样参数构建动力学模型集成,并将预测的代谢状态与测量数据集(包括代谢通量、代谢产物浓度和蛋白质丰度数据)进行比较,选出最佳的100个模型。 利用模型集成进行的代谢控制分析表明,大容量的3-磷酸甘油酯可能是负责卡尔文-本森循环稳定性的代谢缓冲液,并且还确定了磷酸甘油酸激酶(PGK)是一个有前途的工程靶点,可以改善丙酮酸的供应,例如用于乙醇生产。PGK在代谢工程PCC 6803菌株中的过表达表明,48 h时的比产乙醇率和乙醇滴度分别是对照菌株的1.23和1.37倍。由于丙酮酸是各种化学物质生物合成的共同前体,因此PGK在未来的代谢工程中是有用的。

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