Izomeraza triozofosforanowa (EC 5.3.1.1) jest enzymem katalizującym odwracalną reakcję przekształcenia fosfodihydroksyacetonu do D-aldehydu 3-fosfoglicerynowego.

Struktura monomeru izomerazy triozofosforanowej

Reakcja

Funkcja

Izomerza triozofosforanowa odgrywa ważną rolę w procesie glikolizy i jest niezbędna do wytwarzania energii w komórce. Enzym ten znajduje się w niemal każdym organizmie, wliczając w to zwierzęta takie jak ssaki czy też owady, jak również grzyby, rośliny oraz bakterie. Jednakże istnieją pewne bakterie, które nie przeprowadzają procesu glikolizy, np. bakterie z rodzaju Ureaplasma, u których enzym ten jest nieobecny.

Izomeraza triozofosforanowa jest wysoce skutecznym i wydajnym enzymem. Jego obecność powoduje, że reakcja izomeryzacji fosfodihydroksyacetonu w aldehyd 3-fosfoglicerynowy przebiega około miliarda razy szybciej. Reakcja przeprowadzana przez izomerazę triozofosforanową jest tak wydajna, że uznano ten enzym za katalitycznie perfekcyjny: jego aktywność jest ograniczana tylko przez prędkość dyfuzji substratu do miejsca aktywnego.

Mechanizm

Izomeraza triozofosforanowa przeprowadza reakcję izomeryzacji przy pomocy dwóch reszt katalitycznych, Glu165 oraz His95. Glutaminian pełni rolę zasady (atak nukleofilowy), a histydyna pełni rolę kwasu (jest donorem protonu). Cała reakcja transformacji polega na przekazywaniu protonu.

Struktura

Dimer izomerazy triozofosforanowej.

Izomeraza triozofosforanowa jest homodimerem, tzn. jest złożona z dwóch identycznych podjednostek, z których każda zbudowana jest z około 250 reszt aminokwasowych. Struktura trójwymiarowa podjednostki zawiera 8 alfa-helis na zewnątrz enzymu i 8 harmonijek beta, które tworzą "beczułkę" wewnątrz enzymu. Na ilustracji obok zaznaczono kolorami poszczególne końce enzymu. Kolor niebieski odpowiada końcowi aminowemu(N), a kolor czerwony końcowi karboksylowemu(C). Miejsce aktywne tego enzymu tworzą reszty kwasu glutaminowego jak również histydyny. Centrum to znajduje się w centrum baryłki. Sekwencja aminokwasowa wokół miejsca aktywnego jest silnie zakonserwowana we wszystkich znanych izomerazach triozofosforanowych.

Mutacje

U ludzi, deficyt izomerazy triozofosforanowej jest związany z postępującymi, ciężkimi schorzeniami neurologicznymi, które w większości przypadków prowadzą do śmierci, nawet we wczesnym dzieciństwie.