CTP synthase

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CTP synthetase
Description de cette image, également commentée ci-après
Structure d'une CTP synthase d'E. coli (PDB 1S1M[1])
N° EC EC 6.3.4.2
N° CAS 9023-56-7
Activité enzymatique
IUBMB Entrée IUBMB
IntEnz Vue IntEnz
BRENDA Entrée BRENDA
KEGG Entrée KEGG
MetaCyc Voie métabolique
PRIAM Profil
PDB RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
GO AmiGO / EGO

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La CTP synthetase est une ligase qui catalyse la réaction :

ATP + UTP + L-glutamine + H2O    ADP + phosphate + CTP + L-glutamate.

Elle est l'enzyme limitante de la biosynthèse des nucléotides pyrimidiques[2],[3]. Son mécanisme réactionnel se déroule en deux étapes :

  1. L-glutamine + H2O    L-glutamate + NH3 ;
  2. ATP + UTP + NH3    ADP + phosphate + CTP.

La réaction commence par la phosphorylation de l'UTP sur l'atome d'oxygène du carbone 4, rendant ce dernier électrophile et réactif par rapport à l'ammoniac[4]. Le groupe amine provient de la glutamine, hydrolysée par un domaine amidotransférase afin de produire de l'ammoniac. NH3 est ensuite transporté à l'intérieur de la protéine vers le domaine synthase[5],[1]. L'ammoniac libéré à l'étape précédente peut alors réagir avec l'intermédiaire UTP-4-phosphoryle pour former le CTP[6].

Notes et références

  1. ↑ a et b (en) James A. Endrizzi, Hanseong Kim, Paul M. Anderson et Enoch P. Baldwin, « Crystal Structure of Escherichia coli Cytidine Triphosphate Synthetase, a Nucleotide-Regulated Glutamine Amidotransferase/ATP-Dependent Amidoligase Fusion Protein and Homologue of Anticancer and Antiparasitic Drug Targets », Biochemistry, vol. 43, no 21,‎ , p. 6447-6463 (PMID 15157079, PMCID 2891762, DOI 10.1021/bi0496945, lire en ligne)
  2. ↑ (en) I. Lieberman, « Enzymatic amination of uridine triphosphate to cytidine triphosphate », Journal of Biological Chemistry, vol. 222, no 2,‎ , p. 765-775 (PMID 13367044)
  3. ↑ (en) Cedric W. Long, Alexander Levitzki et D. E. Koshland Jr., « The Subunit Structure and Subunit Interactions of Cytidine Triphosphate Synthetase », Journal of Biological Chemistry, vol. 245, no 1,‎ , p. 80-87 (PMID 5411547, lire en ligne)
  4. ↑ (en) W. von der Saal, P. M. Anderson et J. J. Villafranca, « Mechanistic investigations of Escherichia coli cytidine-5'-triphosphate synthetase. Detection of an intermediate by positional isotope exchange experiments », Journal of Biological Chemistry, vol. 260, no 28,‎ , p. 14993-14997 (PMID 2933396, lire en ligne)
  5. ↑ (en) Alexander Levitzki et D. E. Koshland Jr., « Cytidine triphosphate synthetase. Covalent intermediates and mechanisms of action », Biochemistry, vol. 10, no 18,‎ , p. 3365-3371 (PMID 4940761, DOI 10.1021/bi00794a008, lire en ligne)
  6. ↑ (en) Deborah A. Lewis et Joseph J. Villafranca, « Investigation of the mechanism of CTP synthetase using rapid quench and isotope partitioning methods », Biochemistry, vol. 28, no 21,‎ , p. 8454-8459 (PMID 2532543, DOI 10.1021/bi00447a027, lire en ligne)