
【化】 deoxyribonucleoside diphosphate kinase
脱氧核苷二磷酸激酶(Deoxyribonucleoside Diphosphate Kinase)是一种关键的磷酸转移酶,在DNA合成与修复过程中负责维持脱氧核苷三磷酸(dNTPs)的代谢平衡。其核心功能是催化脱氧核苷二磷酸(dNDPs)转化为脱氧核苷三磷酸(dNTPs),为DNA复制提供必需原料。该酶通过磷酸基团转移反应实现这一转化,通常以ATP作为磷酸基供体,反应式为:
$$ text{dNDP} + text{ATP} xrightarrow{text{Mg}^{2+}} text{dNTP} + text{ADP} $$
底物广谱性
可作用于所有类型的脱氧核苷二磷酸(dADP、dCDP、dGDP、dTDP),确保四种dNTP的均衡供应。其催化机制涉及酶活性位点的组氨酸残基磷酸化,形成高能磷酸中间体,再转移至dNDP。
亚基结构与调控
真核生物中常以六聚体形式存在(如人类由NME1-4基因编码的亚基组成),通过亚基异构体组合调节组织特异性活性。其表达水平与细胞增殖速率正相关,在肿瘤组织中常异常高表达。
生物学意义
维持dNTP库稳定对基因组完整性至关重要。该酶缺陷可导致dNTP比例失衡,引发复制错误或线粒体DNA突变,与遗传性疾病(如Charcot-Marie-Tooth病)及癌症转移相关。
术语对照:
- 中文全称:脱氧核苷二磷酸激酶
- 英文全称:Deoxyribonucleoside diphosphate kinase
- 标准缩写:NDPK(Nucleoside Diphosphate Kinase)
注:该酶亦被称作"核苷二磷酸激酶",因其可同时催化核糖与脱氧核糖核苷酸底物
定义依据全国科学技术名词审定委员会审定术语,功能描述参考《分子酶学导论》(科学出版社)第9章
脱氧核苷二磷酸激酶(Deoxyribonucleoside diphosphate kinase)是一种催化脱氧核苷二磷酸(dNDP)转化为脱氧核苷三磷酸(dNTP)的关键酶类。以下从功能、作用机制和生物学意义三方面进行解释:
1. 核心功能
该酶通过转移高能磷酸基团,将脱氧核苷二磷酸(如dADP、dCDP等)磷酸化为对应的三磷酸形式(dATP、dCTP等)。这一过程是DNA合成的重要环节,因为DNA复制所需的直接原料是dNTP。
2. 作用机制
• 催化反应式:
$$
text{dXDP} + text{ATP} rightleftharpoons text{dXTP} + text{ADP}
$$
(X代表A/T/C/G中的任一碱基)
• 通过磷酸基团转移维持细胞内dNTP的浓度平衡,其活性对DNA损伤修复和细胞周期调控至关重要。
3. 生物学意义
与普通核苷二磷酸激酶(NDPK)相比,脱氧版本专一作用于脱氧核苷酸。研究发现,该酶异常表达可能与某些癌症的基因组不稳定性相关,其活性检测可用于评估细胞增殖状态。
注:该酶属于磷酸转移酶超家族,在酵母、哺乳动物等多种生物中广泛存在,其三维结构解析为抗肿瘤药物靶点研究提供了基础。
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