Fenylalaninhydroxylasa

Fenylalaninhydroxylasa
Coufalová Lucie

Fenylalaninhydroxylasa
EC 1.14.16.1
Oficiální IUPAC název:
Fenylalanin 4-monooxygenasa.
Systematický název:
L-fenylalanin,tetrahydrobiopterin:oxygen
oxidoreduktasa (4-hydroxylující)
2

Fenylalaninhydroxylasa
Syntetizován v játrech.
Homotetramerický enzym
Katalyzuje přeměnu fenylalaninu na tyrosin
3

Kofaktory
Fe
Tetrahydrobiopterin
4

Tetrahydrobiopterin (BH4)
Redukovaná (hydrogenovaná) forma
biopterinu
Donor vodíku při hydroxylaci fenylalaninu
5

syntetizován de novo z GTP
6

ecyklován po fenylalaninové hydroxylaci cestou
enzymaticky katalyzované redukce z qBH2
7

Fenylalaninhydroxylasa
Každou podjednotku tvoří tři domény:
N-terminální regulační doména
(dvojitý βαβ motiv)
Katalytická doména
(tvar košíku a obsahuje 13 α-helixů a 8 β-řetězců)
C-terminální oligomerizační doména
(dva β-řetězce a jeden α-helix)
8

(dvojitý βαβ motiv)
(dva β-řetězce a jeden α-helix)
(tvar košíku a obsahuje
13 α-helixů a 8 β-řetězců)
9

Model aktivního centra
BH4, Fe, phenylalanine analogue,
Fe(II)-coordinated His and Glu residues
12

Katalyzovaná reakce
14

Odbourávání fenylalaninu
15

Fenylketonurie
Geneticky podmíněná porucha metabolismu.
Nahromaděný Phe se stává hlavním donorem
aminoskupiny a odčerpává v nervové tkáni a-
ketoglutarát.
V nervové tkáni chybí a-ketoglutarát pro Krebsův
cyklus, snižuje se aerobní metabolismus.
Neléčený stav vede k mentální retardaci.
16

Fenylketonurie
Screening v ČR od r. 1969.
Odběr kapilární krve z paty 4.- 5. den po
narození.
17

Léčba
Celoživotní dieta.
Sapropterin-dihydrochlorid (Kuvan) -
syntetická forma BH4.
◦ Redukuje fenylalaninn v krvi, uvolnění
terapeutické restriktivní diety.
18

DĚKUJI ZA POZORNOST
19

Použité zdroje
http://www.natuurlijkerwijs.com/english/Aminozuurstofwisseling.htm
http://themedicalbiochemistrypage.org/amino-acid-metabolism.html
http://www.bio.davidson.edu/courses/molbio/molstudents/spring2003/kogoy/favorite.html
http://enzyme.expasy.org/EC/1.14.16.1
http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/aacarbon.htm
ftp://ftp.expasy.org/databases/swiss-3dimage/IMAGES/
http://stevens.scripps.edu/PKU_BasicResearch.html
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/structure/?term=phenylalanine+hydroxylase&SITE=NcbiHome&submit.x=0&submit.y=0
http://ukb.lf1.cuni.cz/skripta/kap39.pdf
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/mmdb/mmdbsrv.cgi?uid=11087
Andersen OA, Flatmark T, Hough E. High resolution crystal structures of the catalytic domain of human phenylalanine hydroxylase in its
catalytically active Fe(II) form and binary complex with tetrahydrobiopterin. J Mol Biol. 2001 Nov 23;314(2):279-91.
Erlandsen H, Fusetti F, Martinez A, Hough E, Flatmark T, Stevens RC. Crystal structure of the catalytic domain of human phenylalanine
hydroxylase reveals the structural basis for phenylketonuria. Nat Struct Biol. 1997 Dec;4(12):995-1000.
Fusetti F, Erlandsen H, Flatmark T, Stevens RC. Structure of tetrameric human phenylalanine hydroxylase and its implications for
phenylketonuria. J Biol Chem. 1998 Jul 3;273(27):16962-7.
Martinez A, Knappskog PM, Olafsdottir S, Døskeland AP, Eiken HG, Svebak RM, Bozzini M, Apold J, Flatmark T. Expression of
recombinant human phenylalanine hydroxylase as fusion protein in Escherichia coli circumvents proteolytic degradation by host cell
proteases. Isolation and characterization of the wild-type enzyme. Biochem J. 1995 Mar 1;306 ( Pt 2):589-97.
20