Butirat-kinaza

Šablon:Infokutija enzim Butirat-kinaza (Šablon:EC broj) – u enzimologiji – je enzim koji katalizira hemijsku reakciju

ADP + butiril-fosfat $\rightleftharpoons$ ATP + butirat

Prema tome, dvije podloge ovog enzima su ADP i butiril-fosfat, a njegova dva proizvoda su ATP i butirat. Ovaj enzim pripada porodici od transferaza , posebno za prenošenje onih koji sadrže grupe fosfora (fosfotransferaza) sa karboksi-grupom kao akceptorom.

Sistematsko ime ove enzimske klase je ATP: butanoat 1-fosfotransferaza. Ovaj enzim sudjeluje u metabolizmu butirata.

Butirat-kinaza se transkribira sa gena buk, koji je dio ASHKA natporodice.

Enzimski mehanizam

Mehanizam djelovanja butirat kinaze

ADP + butiril-fosfat $\rightleftharpoons$ ATP + butirat

Reakcija iznad je nukleofilna supstitucija. Elektronski par iz kisika na ADP napada fosfor na butiril-fosfatu, cijepajući vezu između fosfora i kisika za stvaranje ATP i butirata. Gore je prikazan mehanizam strelica-guranje. Ova eakcija, pod određenim uvjetima fermentacije, može se javiti i u obrnutom smjeru, kao što je prikazano ispod:

ATP + butirat $\rightleftharpoons$ ADP + butiril-fosfat.

Studije strukture

Od 2015. godine, za ovu klasu enzima su riješene dvije tercijarne strukture, sa PDB pristupnim kodovima Šablon:PDB link i {{PDB link | 1X9J} }. Sprovedena studija pokazuje da je 1SAZ uključen u 2012. godini, zbog činjenice da su se podaci koristili bez dozvole jedinog ovlaštenika.

Istraživači studije koja je rezultirala hipotezom o kristalizaciji 1X9J, po kojoj je enzim bio oktomer, formiran od dimera. Kristalizirani oblik ima radijus od 7,5 nm koji odgovara molekulskoj težini od 380 kDa. Budući da je monomer buk2 oko 43 kDa, smatralo se da je sam enzim bilo oktomer ili nonamer. Pretpostavili su da je enzim bio oktomer, jer većina proteina ASHKA natporodice su u obliku dimera.

Biološka funkcija

Butirat-kinaza je sktivna u ljudskom debelom crijevu. Za formiranje butirata, kombiniraju se dvije molekule acetil-CoA i reduciraju do proiizvodnje butiril-CoA. Butiril CoA se tada pretvara u butirat putem dvije reakcije. Prva pretvara butiril-CoA do butiril-fossata, pomoću ensima fosfotransbutirilaza. Butyryl-phosphate is then converted into butyrate by using butyrate kinase and in the process, releases ATP.

Butirat ima značajnu ulogu unutar ćelija, gdje izaziva njihovo umnožavanje (ćelijska proliferacija), diferencijaciju i apoptozu. Zbog značajne uloge koju butirat ispoljava unutar ćelija, neophodno je da butirat-kinaza funkcionira ispravno, što se može učiniti kroz regulaciju enzima. Jedna studija je prethodno utvrdila da butirat-kinaza nije regulirana njenim krajnjim proizvodom ili drugom kiselinom, kao što je acetatna kiselina, ali je neophodno više studija da bi se dalje rasvijetlila regulacija butirat-kinaze.

Medicinske implikacije

Kao što je navedeno u prethodnom odjeljku, butirat ima više ćelijskih funkcija. Zbog svoje povezanosti sa ovim funkcijama, postoji hipoteza da butirat može djelovati kao agens za zaštitu protiv raka debelog crijeva i raznih upalnih bolesti crijeva. Butirat ima ključnu ulogu u raku debelog crijeva, uključujući svoju ulogu u vezi sa ćelijskom proliferacijom i apoptozom, ovisno o stanju i uvjetima ćelije. Butirat ima antiupalne efekte za smanjenje mogućnosti upala kolona, kao što je ulcerozni kolitis. Jedna studija posebno je identificirala faktor transkripcije NF-kB kao meta butirata za smanjenje broja pro-upalnih citokina.

Dopunska literatura

• Šablon:Cite journal
• Šablon:Cite journal