Phosphoglyceratmutase

Phosphoglyceratmutase

Phosphoglyceratmutase 1 (B type) dimer (Mensch) nach PDB 1YFK
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	253/252/254/270 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur	Homodimer
Bezeichner
Gen-Namen	PGAM1, PGAM2, PGAM4, PGAM5
Enzymklassifikationen
EC, Kategorie	5.4.2.11, Isomerase
Reaktionsart	Umlagerung
Substrat	2-Phosphoglycerat
Produkte	3-Phosphoglycerat 5.4.2.12
Vorkommen
Übergeordnetes Taxon	Lebewesen

Phosphoglyceratmutasen (PGM oder PGAM) sind Enzyme, die die Umlagerung der Phosphatgruppe in Phosphoglycerat von 2- auf 3-Position und umgekehrt katalysieren. Diese Reaktion ist ein Teilschritt in der Glycolyse, der Verwertung von Kohlenhydraten im Stoffwechsel aller Lebewesen, die in jeder Zelle stattfindet. Es wird zwischen Cofaktor-abhängigen (dPGM, EC 5.4.2.11) und Cofaktor-unabhängigen (iPGM, EC 5.4.2.12) Enzymen unterschieden. Erstere benötigen 2,3-Diphosphoglycerat als Kofaktor und finden sich in allen Wirbeltieren, einigen Wirbellosen, Pilzen und Bakterien. Zweitere sind in allen Pflanzen und Algen sowie einigen Wirbellosen, Pilzen und Bakterien verbreitet.^[1] Mit den Säugetieren haben sich durch Kopie zusätzliche Allele des PGAM1-Gens gebildet, die PGAM2, PGAM4 und PGAM5 genannt werden. PGAM2 wird nur in den Muskeln produziert. Mutationen am PGAM2-Gen führen zu einer Form der Muskeldystrophie.

Katalysierte Reaktion

⇔

2-Phosphoglycerat wird umgelagert zu 3-Phosphoglycerat und umgekehrt. Bei der Cofaktor-abhängigen Form erfolgt die Katalyse durch zwischenzeitliche Bildung eines Phosphohistidin-Restes in der PGAM. Dabei ist zu beachten, dass ein zusätzlicher Phosphatrest an C2 angelagert wird und somit das Zwischenprodukt 2,3-BPG entsteht.

$\mathrm {{\text{Enz-His-Phosphat}}+{\text{3-Phosphoglycerat}}\rightleftharpoons }$ $\mathrm {{\text{Enz-His}}+{\text{2,3-Bisphosphoglycerat}}}$

Erst danach wird der Phosphatrest an C3 entfernt und die Mutase erhält die Phosphorylgruppe zurück, um den Phosphohistidin-Rest zu regenerieren.

$\mathrm {{\text{Enz-His}}+{\text{2,3-Bisphosphoglycerat}}\rightleftharpoons }$ $\mathrm {{\text{Enz-His-Phosphat}}+{\text{2-Phosphoglycerat}}}$

Das Enzym benötigt katalytische Mengen an 2,3-Bisphosphoglycerat, um den Histidinrest im aktiven Zentrum in phosphorylierter Form zu halten.^[2]

Weitere Funktionen

Die PGAM-Isoformen haben zusätzlich schwache Aktivität als Bisphosphoglyceratmutase (EC 5.4.2.4) und als Biphosphoglycerat-Phosphatase (EC 3.1.3.13).

PGAM1 wird in Krebszellen im Übermaß produziert. PGAM1 bindet in vitro am Kern von Hepatitis-C-Virus. Patienten mit autoimmuner Hepatitis erzeugen vermehrt PGAM1-Antikörper.^[3]^[4]^[5]

PGAM5 wird an die Außenmembran von Mitochondrien transportiert und bindet dort Keap1 und Nrf2.^[6]

Einzelnachweise

↑ Mark J Jedrzejas: Structure, function, and evolution of phosphoglycerate mutases: comparison with fructose-2,6-bisphosphatase, acid phosphatase, and alkaline phosphatase. In: Progress in Biophysics and Molecular Biology. Band 73, Nr. 2–4, Februar 2000, S. 263–287, doi: 10.1016/S0079-6107(00)00007-9 ( elsevier.com [abgerufen am 5. August 2025]).
↑ Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer, Gregory J. Gatto jr.: Stryer Biochemie. Springer-Verlag, 2014, ISBN 978-3-8274-2988-9, S. 467 ( eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
↑ F. Lu et al.: Serum proteomic-based analysis for the identification of a potential serological marker for autoimmune hepatitis. Biochem Biophys Res Commun. 367/2/2008:284-90. PMID 18154727
↑ H. X. Su et al.: Screening cellular proteins binding to the core region of hepatitis C virus RNA genome with digoxin-labeled nucleic acids. Intervirology. 50/4/2007:303-9. PMID 17622790
↑ L. J. Huang et al.: Proteomic analysis of secreted proteins of non-small cell lung cancer. Ai Zheng. 25/11/2006:1361-7. PMID 17094902
↑ S. C. Lo und M. Hannink: PGAM5 tethers a ternary complex containing Keap1 and Nrf2 to mitochondria. Exp Cell Res. 314/8/2008:1789-803. PMID 18387606

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de