إنزيم تريبتوفان سينثاز

إنزيم سينثاز التربتوفان (أو سينثاز التربتوفان ) هو إنزيم ( EC 4.2.1.20 ) يحفز الخطوتين الأخيرتين في عملية التخليق الحيوي للتربتوفان . ^{[ 1 ] [ 2 ]} يوجد هذا الإنزيم عادةً في البكتيريا الحقيقية ، ^{[ 3 ]} والبكتيريا القديمة ، ^{[ 4 ]} والطلائعيات ، ^{[ 5 ]} والفطريات ، ^{[ 6 ]} والنباتات . ^{[ 7 ]} إلا أنه غير موجود في الحيوانات . [ ^{8 ] يوجد} عادةً على شكل رباعي الوحدات α2β2. ^{[ 9 ] [ 10 ]} تحفز الوحدات الفرعية α تكوين الإندول وجليسرالدهيد -3-فوسفات (G3P) بشكل عكسي من إندول-3-جليسرول فوسفات (IGP). تحفز الوحدات الفرعية β التكثيف غير العكوس للإندول والسيرين لتكوين التربتوفان في تفاعل يعتمد على فوسفات البيريدوكسال (PLP). يرتبط كل موقع نشط α بموقع نشط β عبر قناة كارهة للماء طولها 25 أنغستروم موجودة داخل الإنزيم. يُسهّل هذا انتشار الإندول المتكون في المواقع النشطة α مباشرةً إلى المواقع النشطة β في عملية تُعرف باسم توجيه الركيزة . ^{[ 11 ]} ترتبط المواقع النشطة لإنزيم سينثاز التربتوفان ارتباطًا غير مباشر . ^{[ 12 ]}

يحوّل التفاعل الكلي لإنزيم سينثاز التربتوفان فوسفات إندول-3-جليسرول والسيرين إلى جليسرالدهيد-3-فوسفات، وتربتوفان، وماء. يحدث التفاعل على مرحلتين، تُحفّز كل منهما بواسطة إحدى الوحدات الفرعية للإنزيم.

يوجد إنزيم سينثاز التربتوفان عادةً في البكتيريا الحقيقية، والبكتيريا القديمة، والطلائعيات، والفطريات، والنباتات. وهو غائب عن الحيوانات كالإنسان. يُعد التربتوفان أحد الأحماض الأمينية العشرين الأساسية ، وأحد الأحماض الأمينية التسعة الضرورية للإنسان. ولذلك، يُعتبر التربتوفان عنصرًا أساسيًا في النظام الغذائي البشري.

ومن المعروف أيضاً أن إنزيم تريبتوفان سينثاز يقبل نظائر الإندول، مثل الإندولات المفلورة أو الميثيلية، كركائز، مما يؤدي إلى توليد نظائر التربتوفان المقابلة. ^{[ 17 ]}

بما أن البشر لا يمتلكون إنزيم سينثاز التربتوفان، فقد تم استكشاف هذا الإنزيم كهدف دوائي محتمل . ^{[ 18 ]} ومع ذلك، يُعتقد أن البكتيريا تمتلك آليات بديلة لإنتاج الأحماض الأمينية، مما قد يجعل هذا النهج أقل فعالية. في كلتا الحالتين، حتى لو كان الدواء يُضعف البكتيريا فقط، فقد يظل مفيدًا لأن البكتيريا ضعيفة بالفعل في بيئة المضيف المعادية. على هذا النحو، فإن تثبيط إنزيم سينثاز التربتوفان إلى جانب إنزيمات PLP الأخرى في استقلاب الأحماض الأمينية لديه القدرة على المساعدة في حل المشكلات الطبية. ^{[ 19 ]}

تم اقتراح تثبيط إنزيم تريبتوفان سينثاز وإنزيمات PLP الأخرى في استقلاب الأحماض الأمينية من أجل:

• علاج مرض السل ^{[ 18 ]}
• علاج التهابات العين والأعضاء التناسلية ^{[ 20 ]}
• علاج داء خفيات الأبواغ ^{[ 18 ]}
• استخدام مبيدات الأعشاب ^{[ 21 ]}

يُعتقد أن جين trpB2 قد تضاعف في المراحل المبكرة من التطور. دخلت إحدى النسختين إلى أوبيرون trp باسم trpB2i، مما سمح بتعبيره مع trpA. شكّل trpB2i معقدات عابرة مع TrpA، وخلال هذه العملية، نشّط TrpA في اتجاه واحد. أما النسخة الأخرى، فبقيت خارج الأوبيرون باسم trpB2o، وأدت دورًا موجودًا أو دورًا جديدًا، مثل العمل كبروتين مُسترجع للإندول. تطور trpB2i إلى TrpB1، الذي شكّل معقدات دائمة مع trpA، مما أدى إلى تنشيط ثنائي الاتجاه. تضاءلت فائدة بروتين استرجع الإندول، وفُقد جين TrpB. في النهاية، اندمج جينا TrpB1 وTrpA، مما أدى إلى تكوين الإنزيم ثنائي الوظيفة. ^{[ 22 ]}

كان إنزيم سينثاز التربتوفان أول إنزيم تم تحديده بقدرتين تحفيزيتين ، وقد خضع لدراسات مستفيضة. كما كان أول إنزيم يُستخدم فيه توجيه الركيزة. ولذلك، فقد خضع هذا الإنزيم لدراسات مكثفة، ويحظى باهتمام كبير. ^{[ 11 ]}

• لياس
• سينثاز
• إنزيم سينثاز التربتوفان (استعادة الإندول)