Поликетидсинтаза

09.03.2021

Поликетидсинтазы (ПКС, англ. Polyketide synthase, КФ 6.4) — ферменты или мультиферментные комплексы, синтезирующие поликетиды (вторичные метаболиты, такие как антибиотики, токсины или статины). Поликетидсинтазы обнаружены у бактерий, грибов, животных и растений и имеют большое сходство с синтазами жирных кислот в организации и механизме биосинтеза. Как правило, гены синтазы определённого поликетида входят в один оперон (у бактерий) или в один кластер (у эукариот).

Типы

Различают 3 типа поликетидсинтаз в зависимости от их четвертичной структуры и механизма катализа.

  • Тип I — большие модулярные белки, состоящие из нескольких доменов, обладающих определённой ферментативной или другой функциональной активностью и связанных между собой короткими пептидными фрагментами, то есть домены как будто «нанизаны» на одну «нить», формируя «сборочную линию», на которой и осуществляется синтез определенного продукта.
  • Тип II — комплексы нескольких монофункциональных белков.
  • Тип III отличается от первых двух типов тем, что использует в качестве субстрата малонил-кофермент А, тогда как синтазы 1 и 2 типов используют малонил-С-пантетоинильный остаток, связанный с ацилпереносящим доменом (тип 1) или ацилпереносящим белком (тип 2).

Модули и домены

Каждая поликетидсинтаза I типа состоит из нескольких «строительных блоков» — доменов. Отдельный домен может обладать определённой ферментативной активностью. Количество доменов определяет сложность синтезирующегося продукта. Обнаружены следующие виды доменов (в скобках указано принятое обозначение):

  • Ацилтрансфераза (AT)
  • Ацилпереносящий белок (ACP)
  • Кетосинтаза с сульфгидрильной группой -SH на цистеине боковой цепи (KS)
  • Кеторедуктаза (KR)
  • Дегидратаза (DH)
  • Еноилредуктаза (ER)
  • Тиоэстераза (TE)

В ПКС различают следующие модули:

  • Стартовый, или загружающий (AT-ACP-)
  • Элонгационный, или расширяющий (-KS-AT-[DH-ER-KR]-ACP-))
  • Терминирующий, или высвобождающий (-TE)

Хотя порядок модулей всегда сохраняется и определяется механизмом синтеза, индивидуальные ПКС могут сильно отличаться по составу и порядку доменов.