Кислая фосфатаза

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Кислая фосфатаза
Тетрамер кислой фосфатазы, предстательная железа человека
Тетрамер кислой фосфатазы, предстательная железа человека
Идентификаторы
Шифр КФ3.1.3.2
Номер CAS9001-77-8
Базы ферментов
IntEnzIntEnz view
BRENDABRENDA entry
ExPASyNiceZyme view
MetaCycmetabolic pathway
KEGGKEGG entry
PRIAMprofile
PDB structuresRCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Поиск
PMCстатьи
PubMedстатьи
NCBINCBI proteins
CAS9001-77-8

Ки́слая фосфатáза (Шифр КФ 3.1.3.2, кислотная фосфомоноэстераза, фосфомоноэстераза) — это фосфатаза, тип фермента, используемый для освобождения присоединенных фосфорильных групп от других молекул во время пищеварения. Также его можно классифицировать как фосфомоноэстеразу. Кислотная фосфатаза хранится в лизосомах и функционирует, когда они сливаются с эндосомами. Фермент имеет кислотный рН-оптимум[1]. Этот фермент присутствует у многих видов животных и растений[2].

Различные формы кислой фосфатазы обнаруживаются в разных органах, и их сывороточные уровни используются для оценки, например, успеха хирургического лечения рака предстательной железы.

Он также используется в качестве цитогенетического маркера для различения двух различных линий острого лимфобластного лейкоза (ОЛЛ): В-ОЛЛ (лейкоз В-лимфоцитов) является отрицательным по кислой фосфатазе, Т-ОЛЛ (лейкоз Т-лимфоцитов) является положительным по кислой фосфатазе.

Кислотная фосфатаза катализирует следующую реакцию при оптимальном кислотном рН (ниже 7):

Ортофосфорный моноэфир + H2O → спирт + H3PO4

Фосфатазы также используются почвенными микроорганизмами для доступа к органически связанным фосфатным питательным веществам. Анализ уровня активности этих ферментов может быть использован для определения биологической потребности почвы в фосфатах.

Некоторые корни растений, особенно кластерные[англ.], выделяют карбоксилаты, которые выполняют кислую фосфатазную активность, помогая мобилизовать фосфор в питательных почвах.

Некоторые бактерии, такие как Nocardia, могут деградировать этот фермент и использовать его в качестве источника углерода.

Структура

Кислотная фосфатаза относится к семейству двуядерных металлогидраз. Это гетеровалентный фермент с Центром Fe3+- Zn2+ в качестве активного сайта. Фермент присутствует как у млекопитающих, так и у растений. У млекопитающих фермент составляет около 35kDa до 50kDa, где каталитически активны только те, которые представляют в своем металлическом центре окислительно-восстановительный вид Fe2/3+. Растительные формы составляют около 100kDa и имеют среди своих основных функций генерацию активных форм кислорода с металлическим центром Fe(III)Zn(II) или Fe(III)Mn(II)[3].

У человека фермент кодируется на хромосоме 3 в локусе q21. МРНК кодирует каталитически активный зрелый белок из 354 аминокислот. Вторичная структура состоит из 44% α-спиралей (16 спиралей; 158 остатков), 12% β-цепей (10 цепей; 45 остатков), а остальные представляют собой петли и β-повороты[4].

Механизм

Предполагается, что механизм реакции происходит, когда оксоанион бидентально связан с двумя ионами металлов, заменяя два связующих растворителя, которые находятся в форме несвязанного фермента. Эта несвязанная форма завершает свою координационную сферу гидроксильными ионами в обоих ионах металлов, образуя октаэдрические массивы. Таким образом, механизм состоит из гидролиза сложного эфира, который начинается с взаимодействия субстрата с Zn(II) с последующей нуклеофильной атакой на фосфор координированным гидроксидным ионом Fe(III).[5].

Определение активности кислой фосфатазы

Принцип

Кислая фосфатаза расщепляет субстрат п-нитрофенилфосфат с образованием нитрофенола, дающего в щелочной среде жёлтое окрашивание. Активность изофермента предстательной железы ингибируется тартратом.

Нормальные величины

Общая активность[]

Сыворотка (с п-нитрофенилфосфатом)67-167 нмоль/с*л
мужчины2,5-11,7 МЕ
женщины0,3-9,2 МЕ

Тартратлабильная фракция[]

Сыворотка (с п-нитрофенилфосфатом)0-16,7 нмоль/с*л
мужчины0,2-3,5 МЕ
женщины0-0,8 МЕ

Клинико-диагностическое значение

Определение активности кислой фосфатазы имеет важное диагностическое значение.

Так, этот показатель повышен при карциноме предстательной железы.[6] При метастазировании опухоли повышенная активность фермента наблюдается в 80-90% случаев, а при отсутствии метастазов — в 25% случаев.

Определение активности кислой фосфатазы может служить для дифференциальной диагностики ряда других заболеваний, например, костной системы (повышены только щелочные фосфатазы). Возрастание активности фермента происходит при повышенном разрушении тромбоцитов и гемолитических болезнях, некоторых случаях миеломной болезни.[7]

Костная кислотная фосфатаза

Тартратоустойчивая кислотная фосфатаза может быть использована в качестве биохимического маркера функции остеокластов в процессе резорбции костной ткани[8].

Гены кислых фосфатаз человека

  • ACP2
  • ACPP (ACP3), простатическая кислотная фосфатаза
  • ACP5, тартратоустойчивая кислотная фосфатаза
  • ACP6
  • ACPT, Тестикулярная кислая фосфатаза
  • Тканевая кислотная фосфатаза, или лизосомальная кислотная фосфатаза

См. также

Примечания

  1. ↑ M. O. Henneberry, G. Engel, J. T. Grayhack. Acid phosphatase // The Urologic Clinics of North America. — 1979-10. — Т. 6, вып. 3. — С. 629–641. — ISSN 0094-0143.
  2. ↑ H Bull. Acid phosphatases // Molecular Pathology. — 2002-04-01. — Т. 55, вып. 2. — С. 65–72. — doi:10.1136/mp.55.2.65.
  3. ↑ Gerhard Schenk, Tristan W Elliott, Eleanor Leung, Lyle E Carrington, Nataša Mitić. Crystal structures of a purple acid phosphatase, representing different steps of this enzyme's catalytic cycle // BMC Structural Biology. — 2008. — Т. 8, вып. 1. — С. 6. — ISSN 1472-6807. — doi:10.1186/1472-6807-8-6.
  4. ↑ Sakthivel Muniyan, Nagendra Chaturvedi, Jennifer Dwyer, Chad LaGrange, William Chaney. Human Prostatic Acid Phosphatase: Structure, Function and Regulation (англ.) // International Journal of Molecular Sciences. — 2013-05-21. — Vol. 14, iss. 5. — P. 10438–10464. — ISSN 1422-0067. — doi:10.3390/ijms140510438. Архивировано 14 августа 2021 года.
  5. ↑ Thomas Klabunde, Norbert Sträter, Roland Fröhlich, Herbert Witzel, Bernt Krebs. Mechanism of Fe(III) – Zn(II) Purple Acid Phosphatase Based on Crystal Structures (англ.) // Journal of Molecular Biology. — 1996-06. — Vol. 259, iss. 4. — P. 737–748. — doi:10.1006/jmbi.1996.0354. Архивировано 7 июня 2018 года.
  6. ↑ Березов Т. Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. 3-е изд., перераб. идоп. – (Учеб. лит. Длястудентов мед. вузов). — М.: Медицина, 1998. — С. 704: ил.. — ISBN 5-225-02709-1.
  7. ↑ Новая медицинская энциклопедия. Кислая фосфатаза (2017). Дата обращения: 12 июля 2021. Архивировано 12 июля 2021 года.
  8. ↑ Cedric Minkin. Bone acid phosphatase: Tartrate-resistant acid phosphatase as a marker of osteoclast function (англ.) // Calcified Tissue International. — 1982-12. — Vol. 34, iss. 1. — P. 285–290. — ISSN 1432-0827 0171-967X, 1432-0827. — doi:10.1007/BF02411252.