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Définition de hexosaminidase

Que signifie hexosaminidase ?

Définition hexosaminidase:

Une hexosaminidase est une enzyme hétérodimère qui coupent les résidus terminaux de N-acétylglucosides par hydrolyse, les dégradant ainsi étape par étape. Cette réaction fait partie de la dégradation des glycosaminoglycanes et des glycosphingolipides chez les animaux et de la chitine chez les plantes et les bactéries.

Chez l'homme, on connaît cinq protéines à activité hexosaminidase, qui se présentent sous plusieurs isoformes et s'assemblent en complexes enzymatiques. Les mutations du gène HEXA sont à l'origine de la maladie de Tay-Sachs et les mutations du gène HEXB sont responsables de la maladie de Sandhoff.

Structure d'une Hexosaminidase A (Hex A):
Hexosaminidase A (HexA) et hétérodimère de β-N-acetylhexosaminidase
L'hexosaminidase A représentée sous la forme d'un hétérodimère avec des interactions de Van der Waals à côté de la conformation du ruban.


L'hexosaminidase (EC 3.2.1.52) est une enzyme impliquée dans l'hydrolyse des résidus N-acétyl- D-hexosamine terminaux dans la N-acétyl-β-D-hexosaminides, une hexosamine.

Les cinq hexosaminidases sont appelées hexosaminidases A à D et S. Les hexosaminidases A, B et S sont des complexes protéiques et sont toutes deux formées à partir de produits des deux gènes HEXA (sous-unité α) et HEXB (sous-unités βA et βB). L'enzyme A est un trimère α-βA-βB, l'enzyme B est un tétramère βA-βA-βB-βB et l'enzyme S est un dimère α-α. Enfin, l'hexosaminidase C est le monomère du produit du gène MGEA5 et D est le dimère du produit du gène HEXDC.

Les hexosaminidases forment la famille 20 dans la classification des glycosidases de Henrissat. Les enzymes β-hexosaminidases lysosomales fonctionnelles ont une structure en dimère. Trois isoenzymes sont produites par la combinaison des sous-unités α et β pour former l'un des trois dimères actifs. Les sous-unités α et β sont codées par des gènes distincts, respectivement HEXA et HEXB. La bêta-hexosaminidase et la protéine activatrice du cofacteur GM2 catalysent la dégradation des gangliosides GM2 et d'autres molécules contenant des N-acétylhexosamines terminales. Les mutations génétiques dans HEXB entraînent souvent la maladie de Sandhoff; tandis que les mutations dans HEXA diminuent l'hydrolyse des gangliosides GM2, principale cause de la maladie de Tay-Sachs.

Même si les sous-unités alpha et bêta de l'hexosaminidase lysosomale (isozyme lysosome) peuvent à la fois scinder les résidus de GalNAc, seule la sous-unité alpha est capable d'hydrolyser les gangliosides GM2 en raison d'un résidu clé, Arg -424, et d'une structure en boucle qui se forme à partir de la séquence d'acides aminés dans la séquence. sous-unité alpha. La boucle de la sous-unité alpha, composée de Gly -280, Ser -281, Glu -282 et Pro -283, absente de la sous-unité bêta, sert de structure idéale pour la liaison de la protéine activatrice GM2 (GM2) AP) et l'arginine est essentielle pour lier le résidu acide N-acétyl-neuraminique des gangliosides GM2. La protéine activatrice GM2 transporte les gangliosides GM2 et présente les lipides en hexosaminidase, de sorte qu'une enzyme hexosaminidase fonctionnelle est capable d'hydrolyser les gangliosides GM2 en gangliosides GM3 en éliminant le résidu de N-acétylgalactosamine (GalNAc) des gangliosides GM2.

Un complexe de Michaelis composé d'un résidu de glutamate, d'un résidu de GalNAc sur le ganglioside GM2 et d'un résidu d'aspartate conduit à la formation d'un intermédiaire d'ion oxazolinium. Un résidu de glutamate (alpha Glu-323 / beta Glu-355) fonctionne comme un acide en donnant son Hydrogène à l'atome d'oxygène glycosidique sur le résidu GalNAc. Un résidu d'aspartate (alpha Asp-322 / beta Asp-354) positionne le groupe C2-acétamindo de sorte qu'il puisse être attaqué par le nucléophile (atome d'oxygène N-acétamido sur le carbone 1 du substrat). Le résidu d'aspartate stabilise la charge positive sur l'atome d'azote dans l'intermédiaire d'ion oxazolinium. Suite à la formation de l'ion oxazolinium intermédiaire, l'eau attaque le carbone acétal électrophile. Le glutamate agit comme une base en déprotonant l'eau conduisant à la formation du complexe de produit et du ganglioside GM3.

La protéine bifonctionnelle NCOAT (O-GlcNAcase nucléaire et cytoplasmique et une cétyltransférase) codée par le gène MGEA5 possède à la fois des activités hexosaminidase et histone acétyltransférase. NCOAT est également connue sous le nom d'hexosaminidase C et présente des spécificités de substrat distinctes par rapport à l'hexosaminidase A lysosomale.

Un quatrième polypeptide de mammifère hexosaminidase qui a été désigné hexosaminidase D (HEXDC) a récemment été identifié.

Voir aussi les neuraminidases.

Voir les synonymes de hexosaminidase.
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