ترانسآلدولاز آنزیمی است که در فاز غیراکسیداتیو مسیر فسفات پنتوز نقش دارد. این آنزیم در انسان توسط ژن TALDO1 کدگذاری میشود. واکنش شیمیایی زیر توسط ترانسآلدولاز کاتالیز میشود:
سدو헤پتولوز ۷-فسفات + گلیسرآلدهید ۳-فسفات → اریتروز ۴-فسفات + فروکتوز ۶-فسفات
مسیر فسفات پنتوز دو عملکرد متابولیکی مهم دارد:
- تولید NADPH برای سنتزهای احیایی
- تشکیل ریبوز، که جزء ضروری ATP، DNA و RNA است.
ترانسآلدولاز، مسیر فسفات پنتوز را به گلیکولیز متصل میکند. در بیماران مبتلا به نقص ترانسآلدولاز، تجمع اریتریتول، D-آرابیتول و ریبیتول مشاهده میشود.
حذف ۳ جفت باز در ژن TALDO1 باعث حذف آمینو اسید سرین در موقعیت ۱۷۱ پروتئین ترانسآلدولاز میشود. این جهش در ناحیهای بسیار حفظشده رخ میدهد و منجر به نقص ترانسآلدولاز در گلبولهای قرمز و لنفوبلاستها میشود. این نقص میتواند باعث سیروز کبدی و بزرگشدگی طحال و کبد در نوزادان شود. همچنین، ترانسآلدولاز هدف سیستم ایمنی در بیماران مبتلا به اماس است.
ساختار
ترانسآلدولاز از یک دامنه تک تشکیل شده که شامل ۳۳۷ آمینو اسید است. ساختار مرکزی آن یک آلفا/بتا بشکه است که شبیه سایر آلدولازهای کلاس I بوده و از هشت صفحه بتا موازی و هفت مارپیچ آلفا تشکیل شده است. همچنین هفت مارپیچ آلفای اضافی وجود دارد که بخشی از بشکه نیستند. آمینو اسیدهای آبدوست بین صفحات بتا و مارپیچهای آلفای اطراف قرار گرفتهاند تا به فشردهسازی ساختار کمک کنند.
مکانیسم کاتالیز
آمینو اسید لیزین-۱۴۲ در محل فعال ترانسآلدولاز، با گروه کتو در سدو헤پتولوز ۷-فسفات، پس از حذف پروتون توسط گلوتامات-۱۰۶، یک پایه شیف تشکیل میدهد. این واکنش شبیه به واکنش معکوس کاتالیزشده توسط آلدولاز است. در نهایت، هیدرولیز پایه شیف، فروکتوز ۶-فسفات آزاد را تولید میکند.