Dihydropteroat-Synthase

Die Dihydropteroat-Synthase (DHPS) ist ein Enzym, das im Folsäure-Stoffwechsel von Bakterien, Pilzen und Pflanzen vorkommt, nicht aber in Tieren.[1] In Archaeen ist die Dihydropteroat-Synthase an der Biosynthese von Methanopterin beteiligt.[1] In Tieren wird Folsäure nicht hergestellt und ist ein Vitamin, das über die Nahrung zugeführt werden muss.

Dihydropteroate synthase type-1
Dihydropteroate synthase type-1
nach PDB 1AJ0
Andere Namen

Dihydropteroate pyrophosphorylase type I, Dihydropteroate synthase type I, DHPS

Masse/Länge Primärstruktur 30.126 Da / 279 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur Homodimer oder Homotrimer
Bezeichner
Externe IDs
Enzymklassifikation
EC, Kategorie 2.5.1.15
Substrat (7,8-Dihydropterin-6-yl)methyl-diphosphat + 4-Aminobenzoat
Produkte 7,8-Dihydropteroat + PPi
Orthologe
E. coli S. cerevisiae
Entrez 1446559 855465
UniProt P0C002 P53848
PubMed-Suche 1446559 855465

Eigenschaften

Die Dihydropteroat-Synthase katalysiert folgende Reaktion:

(7,8-Dihydropterin-6-yl)methyl-diphosphat + 4-Aminobenzoat (PABA) 7,8-Dihydropteroat (H2Pte) + Diphosphat

Reaktionsmechanismus der Dihydropteroat-Synthase (DHPS). (1): (7,8-Dihydropterin-6-yl)methyl-diphosphat; (2): 4-Aminobenzoat; (3): 7,8-Dihydropteroat; (4): Diphosphat

Die Sulfonamide, eine Klasse von Antibiotika, sind kompetitive Hemmstoffe der Bindung von 4-Aminobenzoat an der Dihydropteroat-Synthase. Allerdings haben verschiedene Pathogene Resistenzmechanismen gegen die Hemmung durch Sulfonamide entwickelt,[2] unter anderem durch Punktmutationen in der Dihydropteroat-Synthase, wie Plasmodium falciparum gegen Sulfadoxin-Pyrimethamin[3] oder Pneumocystis jirovecii gegen Trimethoprim und Sulfamethoxazol.[4] In Escherichia coli liegt das Gen für die Dihydropteroat-Synthase (Gen sulI) auf verschiedenen Resistenz-Plasmiden und auf Tn21-verwandten Transposons.[5] Das Plasmid pDGO100 enthält zwei Kopien von sulI.[5]

In Pflanzen wie Arabidopsis thaliana ist die Dihydropteroat-Synthase ein Teil eines mitochondrialen Enzymkomplexes aus zwei Enzymen mit der 2-Amino-4-hydroxy-6-hydroxymethyldihydropteridin-Diphosphokinase,[6] ebenso im Pilz Pneumocystis jirovecii (Gen fas).[7] Im Hefepilz Saccharomyces cerevisiae besitzt dieser Enzymkomplex (Dihydropteroat-Synthase-Gen fol1) noch ein drittes Enzym, die Dihydroneopterin-Aldolase.[8]

Literatur
  • C. Capasso, C. T. Supuran: Sulfa and trimethoprim-like drugs - antimetabolites acting as carbonic anhydrase, dihydropteroate synthase and dihydrofolate reductase inhibitors. In: Journal of enzyme inhibition and medicinal chemistry. Band 29, Nummer 3, Juni 2014, S. 379–387, doi:10.3109/14756366.2013.787422, PMID 23627736.

Einzelnachweise
  1. EC 2.5.1.15. In: sbcs.qmul.ac.uk. Abgerufen am 9. Juli 2018.
  2. M. K. Yun, Y. Wu, Z. Li, Y. Zhao, M. B. Waddell, A. M. Ferreira, R. E. Lee, D. Bashford, S. W. White: Catalysis and sulfa drug resistance in dihydropteroate synthase. In: Science. Band 335, Nummer 6072, März 2012, S. 1110–1114, doi:10.1126/science.1214641, PMID 22383850, PMC 3531234 (freier Volltext).
  3. A. Heinberg, L. Kirkman: The molecular basis of antifolate resistance in Plasmodium falciparum: looking beyond point mutations. In: Annals of the New York Academy of Sciences. Band 1342, April 2015, S. 10–18, doi:10.1111/nyas.12662, PMID 25694157, PMC 4405445 (freier Volltext) (Review).
  4. Y. S. Huang, J. J. Yang, N. Y. Lee, G. J. Chen, W. C. Ko, H. Y. Sun, C. C. Hung: Treatment of Pneumocystis jirovecii pneumonia in HIV-infected patients: a review. In: Expert review of anti-infective therapy. Band 15, Nummer 9, 09 2017, S. 873–892, doi:10.1080/14787210.2017.1364991, PMID 28782390.
  5. sulI - Dihydropteroate synthase type-1 - Escherichia coli - sulI gene & protein. In: uniprot.org. 20. Juni 2018, abgerufen am 9. Juli 2018 (englisch).
  6. S. Storozhenko, O. Navarrete, S. Ravanel, V. De Brouwer, P. Chaerle, G. F. Zhang, O. Bastien, W. Lambert, F. Rébeillé, D. Van Der Straeten: Cytosolic hydroxymethyldihydropterin pyrophosphokinase/dihydropteroate synthase from Arabidopsis thaliana: a specific role in early development and stress response. In: Journal of Biological Chemistry. Band 282, Nummer 14, April 2007, S. 10749–10761, doi:10.1074/jbc.M701158200, PMID 17289662.
  7. F. Volpe, M. Dyer, J. G. Scaife, G. Darby, D. K. Stammers, C. J. Delves: The multifunctional folic acid synthesis fas gene of Pneumocystis carinii appears to encode dihydropteroate synthase and hydroxymethyldihydropterin pyrophosphokinase. In: Gene. Band 112, Nummer 2, März 1992, S. 213–218, PMID 1313386.
  8. U. Güldener, G. J. Koehler, C. Haussmann, A. Bacher, J. Kricke, D. Becher, J. H. Hegemann: Characterization of the Saccharomyces cerevisiae Fol1 protein: starvation for C1 carrier induces pseudohyphal growth. In: Molecular biology of the cell. Band 15, Nummer 8, August 2004, S. 3811–3828, doi:10.1091/mbc.e03-09-0680, PMID 15169867, PMC 491839 (freier Volltext).
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