Enzymes involved in the biosynthesis of deoxyhexoses - 草稿 - 草稿 - 草稿

Enzymes involved in the biosynthesis of 3,6-dideoxyhexoses

3，6二脱氧糖存在于革兰氏阴性菌细胞壁的脂多糖中，是抗原决定簇，具有致病性。共有七中结构的糖: abequose 阿比可糖，ascarylose, colitose 脱氧岩藻糖，paratose, tyvelose 泰威糖，yersinioseA, yersinioseB.

3,6脱氧六碳糖

scheme1

如图scheme1所示，葡萄糖1磷酸 8 在CTP转移酶Ep催化下，生成9。第二步是由4，6脱水酶催化，得到4位还原，6位脱氧的化合物10。从化合物10到3位脱氧的化合物11，由两个酶催化，3位脱水酶E1, 和3位脱水还原酶E3。下一步反应由5位异构酶 Eep 催化，得到化合物12.。4位还原酶特异性还原4位羰基，得到化合物7。

Eod （C6位 C O键断裂）NAD+依赖的4 6脱水酶。如下图scheme2所示，生成的化合物14是稀有糖脱氧葡萄糖，氨基糖，支链糖的前体。NDP-葡萄糖-4 6脱水酶已经从细菌 植物 动物里面提纯。大肠杆菌里面纯化的酶显示其是 同型二聚体，含有一个NAD辅酶。化合物13首先氧化生成化合物15，其中NAD 还原为NADH，然后化合物15脱水形成化合物16，最后一步还原，来自NADH的H-进攻6位碳，生成化合物14。当同位素标记在化合物13的C4上，C4氘会转移到C6位置。使用[4-3H]标记的NAD孵育，看不到被标记的产物，说明氢转移发生在分子内。生化实验表明，化合物16的还原是反应的限速步。重水实验表明，氘引入到化合物14的5位碳。如图所示，NAD接受一个来自化合物14 C4位的氢，然后转移到化合物16的C6位的氢。Eod属于短链脱水/还原酶SDR，这个家族的酶使用NAD作为辅酶。并且，NAD被还原的同时，酶构象发生改变，使得酶和底物的结合力增强，避免中间体的释放。酶构象的改变可以使得化合物16更接近NADH,以便于更好的还原。

scheme 2

如下图scheme3，大肠杆菌来源的Eod, H转移发生在NADH的si面。结核菌来源的Eod, 使用氘代的NADH，发现化合物10还原为化合物18是通过将si面的H转移到化合物10上。其他NAD依赖的酶也具有相同的立体选择性。大肠杆菌来源的TDP-葡萄糖-4 6脱水酶通过与UDP-D-galactose-4-epimerase比较，发现His232, Asn190在烟酰胺的re面，在操控这个辅酶的氢转移方面起到重要作用。

总之，根据烟酰胺介导氢转移，葡萄糖C4的氢转移到C6, 推测化合物15的C5/C6脱水是一个顺式的过程，化合物16 C4位的还原(H- H+的反式加成)是一个反式过程。换句话说，葡萄糖C6位的羟基被来源于C4位的H-取代，并且伴随构象的反转。有意思的是，沙门氏菌来源的TDP-葡萄糖-4，6脱水酶和GDP-甘露糖-4，6脱水酶的序列比对发现，二者有一些保守的glutamate 残基，tyr残基，这些残基可能与攫取C5的H+有关。并且，Tyr160可以作为碱 负责最初的C4的去质子化。还有两个保守的残基Thr134 Lys164,可能参与质子的存储，并且稳定离子化的Tys160。

如下图scheme4所示，既然Eod是形成6脱氧六碳糖 6-deoxyhexoses的共同的酶，选择特定的抑制剂抑制Eod, 可以调控稀有糖的合成。如下图所示，化合物19是Yersinia Eod的抑制剂。化合物19与Eod孵育，生成化合物20，化合物20和酶活性中心氨基酸残基结合，使酶失活。