hrvatski

Izopentenil-difosfat-fosfohidrolaza: novi enzim metabolizma izoprenoida u biljaka?

Izopentenil-difosfat (IPP) je osnovna građevna jedinica izoprenoida i jedan od centralnih metabolita u biljaka. Spojevi čija sinteza počinje jedinicom IPP i njegovog izomera dimetilalil-difosfata (DMAPP) uključuju karotenoide, klorofile i sterole, a od biljnih hormona abscizinsku kiselinu, gibereline i citokinine, između ostalih. Biljke su jedini organizmi koji imaju dva različita i organelama odvojena puta sinteze IPP, što ukazuje na iznimnu važnost izoprenoida za ove organizme. Iako su osnovni mehanizmi sinteze IPP detaljno opisani za razne organizme, u biljkama se još uvijek pronalaze novi enzimi koji sudjeluju u sintezi izoprenoida i njenoj regulaciji, kao što je na primjer izopentenil-fosfat-kinaza.1 Njena suprotnost, izopentenil-difosfat- fosfohidrolaza, je enzim koji smo nedavno okarakterizirali na primjeru rekombinantnih proteina iz mahovine Physcomitrella patens i uročnjaka, Arabidopsis thaliana.2 Riječ je o atipičnoj fosfatazi iz superobitelji Nudix hidrolaza, s kojom je na C-kraju fuzionirana dipeptidil-peptidaza III. Premda su naši rezultati trenutno ograničeni na in vitro istraživanja, IPP je najbolji supstrat ovog enzima od 73 spoja koja smo testirali. Osim toga, druga recentna istraživanja ukazuju da bi naši biokemijski rezultati mogli biti fiziološki relevantni, te otvaraju nove smjerove istraživanja. Naš cilj je uz pomoć biokemije, strukturne biologije, biljne fiziologije i metabolomike ispitati jesmo li zaista pronašli izopentenil-difosfat- fosfohidrolazu. U tu svrhu koristimo mahovinu Physcomitrella patens kao modelni organizam. Preliminarni podaci na knock-out mutanti P. patens indirektno potvrđuju da su IPP i DMAPP zaista fiziološki supstrati ovog enzima. Također, zaključujemo da je izopentenil- difosfat-fosfohidrolaza uključena u metabolizam citokinina. 1. Henry, L. K. et al. (2015) ‘Orthologs of the archaeal isopentenyl phosphate kinase regulate terpenoid production in plants’, Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(32), pp. 10050–10055. doi: 10.1073/pnas.1504798112. 2. Karačić, Z. et al. (2017) ‘A novel plant enzyme with dual activity: An atypical Nudix hydrolase and a dipeptidyl peptidase III’, Biological Chemistry, 398(1), pp. 101– 112. doi: 10.1515/hsz-2016-0141.

izopentenil-difosfat ; Nudix-dipeptidil-peptidaza III ; Physcomitrella patens ; citokinini

nije evidentirano