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穀氨酰胺合成酶

穀氨酰胺合成酶（英語：glutamine synthetase，GS）是一種控制氮代謝的酶。穀氨酰胺這種氨基酸，不僅被細胞用來合成蛋白質，也是用來運輸氮的。自由的銨離子對生物有毒性，在血液中不能太多，但是一些生物過程又會產生游離的銨離子；所以就讓穀氨酰胺來運輸這些銨離子。當細胞需要運輸多餘的銨離子的時候，就用銨離子和穀氨酸來合成穀氨酰胺，同時消耗ATP。穀氨酰胺合成酶催化的就是這個反應。

穀氨酰胺合成酶
Active site between two monomers of glutamine synthetase from Salmonella typhimurium. Cation binding sites are yellow and orange; ADP is pink; phosphinothricin is blue.[1]
識別碼
EC編號 6.3.1.2
CAS號 9023-70-5
數據庫
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KEGG KEGG入口
MetaCyc（英語：MetaCyc） 代謝路徑
PRIAM（英語：PRIAM_enzyme-specific_profiles） 概述
PDB RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum
基因本體 AmiGO / EGO
穀氨酰胺合成酶，
β-抓握域
鑑定
標誌Gln-synt_N
PfamPF03951（舊版）
InterPro（英語：InterPro）IPR008147
PROSITE（英語：PROSITE）PDOC00162
SCOP（英語：Structural Classification of Proteins）2gls / SUPFAM
穀氨酰胺合成酶，
催化域
12-subunit enzyme glutamine synthetase from Salmonella typhimurium.[2]
鑑定
標誌Gln-synt_C
PfamPF00120（舊版）
Pfam宗系CL0286（舊版）
InterPro（英語：InterPro）IPR008146
PROSITE（英語：PROSITE）PDOC00162
SCOP（英語：Structural Classification of Proteins）2gls / SUPFAM
穀氨酸鹽-氨連接酶（穀氨酰胺合成酶）
識別
符號 GLUL
替換符號 GLNS
Entrez 2752
HUGO 4341
OMIM 138290
PDB 2qc8
RefSeq NM_002065
UniProt P15104
其他資料
EC編號 6.3.1.2
基因座 1 q31

這個反應分成兩步進行，酶先讓ATP和穀氨酸反應，生成γ-穀氨酰磷酸；接着銨離子上來，替換掉磷酸。

Glu + ATP + NH3 → Gln + ADP + Pi + H2O

在高等植物的研究中，GS也常被定義為植物氨同化所必需的酶[3]。人穀氨酰胺合成酶叫做hGS。

分類

穀氨酰胺合成酶可分為三大類[4]：

而在高等植物的種子、葉、根、根瘤和果實等器官中就分布着多種GS的同工酶，分為GS1、GS2、GSx三類[3][5]：

  • GS1：胞質型GS或胞液型GS，由3-5個核基因編碼；主要參與種子萌發時儲存氮源的轉運及葉片衰老時氮源的轉移再利用 。
    • GSra
    • GSrb
  • GS2：質體型GS或葉綠體型GS，由1個核基因編碼；主要參與光呼吸以及硝酸還原產生的氨的同化過程。
  • GSx：通常含量較少。

參考文獻

  1. ^ PDB 1FPY; Gill HS, Eisenberg D. The crystal structure of phosphinothricin in the active site of glutamine synthetase illuminates the mechanism of enzymatic inhibition. Biochemistry. February 2001, 40 (7): 1903–12. PMID 11329256. doi:10.1021/bi002438h. 
  2. ^ PDB 2GLS; Yamashita MM, Almassy RJ, Janson CA, Cascio D, Eisenberg D. Refined atomic model of glutamine synthetase at 3.5 A resolution. J. Biol. Chem. October 1989, 264 (30): 17681–90. PMID 2572586. 
  3. ^ 3.0 3.1 李常健, 林清華, 張楚富. 高等植物穀氨酰胺合成酶研究進展[J]. 生物學雜誌, 2001, 18(4): 1-3.
  4. ^ 高俊蓮, 孫建光, 陳文新. 斜莖黃芪根瘤菌穀氨酰胺合成酶基因多樣性研究[J]. 生物技術通報, 2007 (1): 124-127.
  5. ^ 王小純, 安　帥, 熊淑萍, 等. 小麥葉片穀氨酰胺合成酶的分離純化及鑑定[J]. 麥類作物學報, 2010, 30(1): 83-86.

外部連結

Template:Ligases CO CS and CN（英語：Template:Ligases CO CS and CN）

Template:Glutamate metabolism and transport modulators（英語：Template:Glutamate metabolism and transport modulators）

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