(GDH)(E.C.1.4.1.2-1.4.1.4)是動物、植物和微生物中廣泛存在的一種酶。該酶存在于真核細胞的線粒體上,在一些哺乳動物中,占到其線粒體基質(zhì)總蛋白的10%。通常情況下,該酶以NAD(P)和NADP(H)為輔酶,主要催化L-谷氨酸和α酮戊二酸的可逆反應(yīng),參與包括三羧酸循環(huán)(TCA循環(huán))、氨代謝調(diào)控、能量產(chǎn)生和信號傳導(dǎo)在內(nèi)的多種細胞生理過程,在細胞穩(wěn)態(tài)、氨基酸轉(zhuǎn)化和碳水化合物代謝中起著十分重要的作用。
GDH的反應(yīng)特性與變構(gòu)調(diào)節(jié)
GDH的反應(yīng)特性
天然的GDH通常以同源六聚體形式存在,主要由450和500左右個氨基酸組成。細菌和動物源的GDH晶體結(jié)構(gòu)顯示,賴氨酸殘基是其進行催化反應(yīng)的關(guān)鍵活性位點,該位點在進化過程中具有高度保守性。
近年來,通過15N同位素示蹤技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),植物中GDH在有額外NH4+存在的情況下,也會依然催化氧化脫氨基作用的反應(yīng)。而在動物體內(nèi),除了腦和肝臟(在肝臟中GDH正逆活性相當(dāng)),GDH在其他組織中同樣主要執(zhí)行氧化脫氨基作用。對于GDH催化的反應(yīng)速率,在體外實驗中,尤其在底物濃度較高時,輔酶的釋放是催化這類反應(yīng)的限速步驟。
GDH的變構(gòu)調(diào)節(jié)
哺乳動物GDH是最早發(fā)現(xiàn)的一種可以被多種配體進行復(fù)雜變構(gòu)調(diào)節(jié)的酶類。其中,三磷酸鳥苷(GTP)可以通過增強產(chǎn)物與GDH的結(jié)合力,有效抑制GDH的催化活性與功能,降低相關(guān)酶促反應(yīng)速度。一些疏水性化合物,如棕櫚酰輔酶A、甾醇類激素和甾醇類激素類似物等也是該酶的有效抑制劑。二磷酸腺苷(ADP)是GDH的激活劑,與GTP作用相反,可促進酶對產(chǎn)物的釋放,從而加大反應(yīng)速度。L-亮氨酸(L-Leu)作為GDH底物的適配性較差,但可作為該酶的激活劑。其激活機制類似于ADP,但其作用位點不同。