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Die Rolle von Pyridoxalphosphat bei der Katalyse der Glykogen‐Phosphorylasen
Author(s) -
Helmreich Ernst J. M.,
Klein Helmut W.
Publication year - 1980
Publication title -
angewandte chemie
Language(s) - German
Resource type - Journals
eISSN - 1521-3757
pISSN - 0044-8249
DOI - 10.1002/ange.19800920605
Subject(s) - chemistry , microbiology and biotechnology , biology
Glykogen‐Phosphorylasen katalysieren den Abbau von Glykogen durch Phosphat (oder Arsenat) zu Glucose‐1‐phosphat (bzw. Glucose + Arsenat). Alle Glykogen‐Phosphorylasen enthalten Pyridoxal‐5′‐phosphat, ein Vitamin‐B 6 ‐Derivat, als Cofaktor. Es ist im Enzym durch eine Doppelbindung mit der ϵ‐Aminogruppe eines Lysinrestes verbunden. Wird der Cofaktor vom Enzymprotein abgetrennt, erhält man inaktives Apoenzym. Das Enzym bleibt jedoch aktiv, wenn man die Doppelbindung mit NaBH 4 reduziert. Sollte daher Pyridoxalphosphat an der Katalyse der Glykogen‐Phosphorylasen beteiligt sein, so müßte es eine andere Funktion als in allen anderen „klassischen” Pyridoxalphosphat‐abhängigen Enzymen haben, denn diese werden durch Reduktion inaktiviert. Die 31 P‐NMR‐Spektroskopie hat gezeigt, daß die Phosphatgruppe von Pyridoxalphosphat in den katalytisch aktiven Formen der Glykogen‐Phosphorylasen als Dianion in einer hydrophoben Umgebung vorliegt. Die kovalente und allosterische Aktivierung der Muskel‐Glykogen‐Phosphorylasen wird von der Umwandlung der monoprotonierten Form der Phosphatgruppe des Cofaktors in die dianionische Form begleitet. Wir fanden nun derartige Ionisierungsänderungen auch bei den nichtregulierten aktiven Kartoffel‐ und E. ‐coli ‐Maltodextrin‐Phosphorylasen, und zwar bei der Bindung von Glucose und Oligosacchariden sowie bei katalytischem Umsatz, d. h. Arsenolyse der α‐1,4‐glykosidischen Bindungen. (Maltodextrin‐Phosphorylasen gehören wie Glykogen‐Phosphorylasen zur Klasse der α‐Glucan‐Phosphorylasen.) Versuche unserer Gruppe sowie neuere Befunde über die Raumstruktur der kristallinen Muskel‐Glykogen‐Phosphorylase legen es nahe, die dianionische Phosphatgruppe als Protonenacceptor beim Glucosyltransfer vom und zum Glucosylacceptor anzusehen. Wenn dies auch nicht die einzige Erklärung der Befunde sein mag, so kann doch nicht mehr daran gezweifelt werden, daß die dianionische Phosphatgruppe des Cofaktors der Glykogen‐Phosphorylasen eine katalytische Funktion ausübt.