إنزيم مانوز فوسفات إيزوميراز

إنزيم مانوز-6-فوسفات إيزوميراز ( MPI )، أو فوسفومونوز إيزوميراز ( PMI ) ( EC 5.3.1.8 )، هو إنزيم يُسهّل التحويل المتبادل بين فركتوز-6-فوسفات (F6P) ومانوز-6-فوسفات (M6P). وقد يُساهم إنزيم مانوز-6-فوسفات إيزوميراز أيضًا في تخليق GDP-مانوز في الكائنات حقيقية النواة . يُمكن تحويل M6P إلى F6P بواسطة إنزيم مانوز-6-فوسفات إيزوميراز، ومن ثم استخدامه في العديد من المسارات الأيضية، بما في ذلك تحلل الجلوكوز وتخليق عديد السكاريد الكبسولي. ^{[ 1 ]} إنزيم PMI أحادي الوحدة ويعتمد على الزنك كعامل مساعد. ^{[ 2 ]} يُثبّط إنزيم PMI بواسطة إريثروس-4-فوسفات ، ومانيتول-1-فوسفات، وبدرجة أقل، بواسطة ألفا أنومير من M6P. ^{[ 3 ]}

يجب على إنزيم MPI تحويل الألدوز (المانوز) إلى كيتوز (الفركتوز)، بالإضافة إلى فتح وإغلاق حلقات هذه السكريات. ^{[ 4 ]} في البشر، اقتُرحت آلية تتضمن نقل هيدروجين بين ذرتي الكربون C1 وC2، بوساطة Tyr278، وانتقال بروتون من ذرتي الأكسجين O1 وO2 بوساطة أيون الزنك Zn2 ⁺ المرتبط بهما . ^{[ 5 ]} قد تُحفز خطوة فتح الحلقة بواسطة His99 وAsp270، ومن المرجح أن تكون عملية التماثل آلية cis-enediol. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

يُظهر إنزيم PMI انتقائية عالية تجاه نظير بيتا من M6P، بينما لا يُظهر نظير ألفا أي نشاط، بل قد يعمل كمثبط. ^{[ 8 ]} يؤدي إنزيم فوسفوجلوكوز إيزوميراز (PGI) وظيفة مشابهة جدًا لـ PMI (حيث يحفز التحويل المتبادل بين جلوكوز 6-فوسفات وF6P)، إلا أن PGI قادر على تحويل نظيري ألفا وبيتا من G6P، وقد يحفز أيضًا تحويل ألفا M6P إلى بيتا M6P، بينما قد لا يقوم PMI بتحويل M6P. ^{[ 8 ]} من المرجح أن يكون وسيط cis-enediol الناتج عن PMI هو نفسه الوسيط الناتج عن PGI. ^{[ 9 ]}

يتكون إنزيم MPI من 440 حمضًا أمينيًا، ويحتوي على موقع نشط واحد ورابطة واحدة لأيون الزنك ( ^Zn²⁺ ) . تشارك الأحماض الأمينية GLN 111A وHIS 113A وGLU 138A وHIS 285A وHOH 798A في تكوين رابطة الزنك. ^{[ 2 ]} يختلف تركيبه عن إنزيم فوسفوجلوكوز إيزوميراز بوجود بقايا ثريونين (Thr291) تُوفر مساحة إضافية في الموقع النشط لإنزيم PMI لاستيعاب التكوين الفراغي المختلف لـ M6P. تسمح هذه المساحة الإضافية الناتجة عن وجود الثريونين بدوران الرابطة C2-C3، مما يُتيح تكوين وسيط cis -enediol الضروري. لأن المانوز والجلوكوز متصاوغان فراغيان عند ذرة الكربون رقم 2، وهو أمر بالغ الأهمية لآلية عمل كلا الإنزيمين، يجب أن يوفر إنزيم PMI مساحة إضافية في الموقع النشط للسماح بدوران المانوز لتكوين وسيط cis-enediol، وهو نفس الوسيط الذي يشكله إنزيم فوسفوجلوكوز إيزوميراز. ^{[ 10 ]}

يُساهم PMI في العديد من المسارات الأيضية الضرورية. فهو يُمكّن الخلايا من تحويل M6P إلى F6P، الذي يُمكن إدخاله بعد ذلك في عملية تحلل الجلوكوز. كما يسمح PMI للخلايا بتحويل F6P إلى M6P، وهو مُعرّف خلوي شائع في عملية تحلل الجلوكوز، يُستخدم في النقل الخلوي وتحديد غشاء الخلية في الكائنات بدائية النواة وحقيقية النواة. ^{[ 4 ]}

قد يكون إنزيم PMI مفيدًا في تطوير علاجات جديدة مضادة للفطريات، إذ أن نقص نشاطه في خلايا الخميرة قد يؤدي إلى تحللها، وقد يكون هذا الإنزيم هدفًا للتثبيط. ^{[ 11 ]} قد يُعزى ذلك إلى دور PMI في تكوين جدران الخلايا وتخليق عديد السكاريد الكبسولي. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ M6P جزيئًا إشاريًا مهمًا، لا سيما لنقله إلى الليزوزومات : فالاضطرابات التي تؤثر على نشاط PMI قد تؤثر على قدرة الخلية على إنتاج M6P بسرعة من F6P الوفير، وبالتالي قد يتغير مسار الحويصلات إلى الليزوزومات والإندوزومات ، مما قد يؤثر سلبًا على الخلية. ^{[ 12 ]}

• اضطراب خلقي في عملية الغلكزة
• معهد ماكس بلانك لأبحاث السرطان

• مدخل GeneReviews/NCBI/NIH/UW حول نظرة عامة على الاضطرابات الخلقية في عملية الغلكزة
• مانوز-6-فوسفات + إيزوميراز في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• http://www.ebi.ac.uk/interpro/IEntry?ac=IPR016305