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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2016/05/20 14:45:50」(JST)

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ホモゲンチジン酸-1,2-ジオキシゲナーゼ (homogentisate 1,2-dioxygenase, HGD) は、ホモゲンチジン酸を4-マレイルアセト酢酸に変換する酵素である。HGDは芳香環の異化に関連する酵素で、チロシンとフェニルアラニンの分解に特異的であり^[1]、それぞれの代謝経路を構成している。基質であるホモゲンチジン酸も生成物である4-マレイルアセト酢酸も代謝経路に用いられる。HGDはホモゲンチジン酸の芳香環を開裂させるためにFe²⁺とO₂を必要とする^[2]。

ホモゲンチジン酸
4-マレイルアセト酢酸

活性部位

ホモゲンチジン酸-1,2-ジオキシゲナーゼの活性部位はTitusらの研究によりその結晶構造から究明されている^[1]。活性部位の結晶構造ではHis292, His335, His365, His371, および Glu341のそれぞれのアミノ酸残基が見られる。

HGDの活性部位。His335, His371, Glu341, および Fe²⁺原子

ホモゲンチジン酸はFe²⁺原子を仲介に活性部位のGlu341, His335, および His371の部分に結合する。ここでHis292は芳香環のヒドロキシル基に結合する。His365はGlu341に水素結合で結合することによりアミノ酸側鎖が安定する。

反応機構

Borowskiらは米国化学会誌においてHGDの反応機構を提唱している。彼らは反応機構をGAUSSIANとJAGUARのプログラムを用い、DFTとB3LYPを掛け合わせて演算を行った。

ホモゲンチジン酸の芳香環の開裂は多段階からなり、まずFe²⁺がカルボニル基とオルトフェノール酸素に配位する。鉄原子はこの他にHis335, His371, および Glu341にも配位している。これに酸素分子が鉄原子に結合し^[2]、芳香環はペルオキソ架橋中間体に変化する。酸素分子は開裂しエポキシドを形成する。このエポキシド中間体はラジカル反応により開裂し、六員環は酸化される。

反応機構1～8段階目
反応機構9～11段階目

脚注

^ ^a ^b Titus, Greg P (2000). “Crystal structure of human homogentisate dioxygenase”. Nature Structural Biology 7 (7): 542–546. doi:10.1038/76756.
^ ^a ^b Borowski, Tomasz (2005). “Catalytic Reaction Mechanism of Homogentisate Dioxygenase: A Hybrid DFT Study”. Journal of American Chemical Society 127: 17303–17314. doi:10.1021/ja054433j.

外部リンク

Homogentisate 1,2-Dioxygenase - the US National Library of Medicine Medical Subject Headings (MeSH)

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★リンクテーブル★

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関連記事	「ホモゲンチジン酸」「酸」「ジオキシゲナーゼ」

「ホモゲンチジン酸酸化酵素」

ホモゲンチジン酸-1,2-ジオキシゲナーゼ(ホモゲンチジン酸オキシダーゼ)
識別子
略号	HGD
遺伝子コード	AKU
Entrez	3081
HUGO	4892
OMIM	607474
RefSeq	XM_001125882
UniProt	Q93099
他のデータ
EC番号	1.13.11.5
遺伝子座	Chr. 3 q21-q23

検索
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins

ホモゲンチジン酸-1,2-ジオキシゲナーゼ
	ホモゲンチジン酸-1,2-ジオキシゲナーゼの3Dモデル。活性部位のヒスチジンを黄褐色、グルタミン酸を赤色、鉄イオンを青色に着色している。
識別子
EC番号	1.13.11.5
CAS登録番号	9029-49-6
データベース
IntEnz	IntEnz view
BRENDA	BRENDA entry
ExPASy	NiceZyme view
KEGG	KEGG entry
MetaCyc	metabolic pathway
PRIAM	profile
PDB構造	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
遺伝子オントロジー	AmiGO / EGO
検索
PMC	articles
PubMed	articles
NCBI	proteins