
【化】 tryptophan oxygenase; tryptophan pyrrolase
色氨酸加氧酶(Tryptophan Oxygenase)是一種含血紅素的金屬酶,在生物體内負責催化L-色氨酸的氧化裂解反應。該酶的系統命名為L-色氨酸:氧氧化還原酶(EC 1.13.11.11),其功能是将色氨酸轉化為N-甲酰基犬尿氨酸,這是色氨酸代謝途徑中的關鍵步驟。
從催化機制角度,色氨酸加氧酶通過結合分子氧(O₂),在色氨酸的吲哚環2,3位引入兩個氧原子,生成不穩定的環氧化物中間體,最終裂解為甲酰犬尿氨酸。該反應可表示為: $$ text{L-色氨酸} + O_2 xrightarrow{text{色氨酸加氧酶}} text{N-甲酰基犬尿氨酸} + H_2O $$
在生物學意義上,該酶主要存在于肝髒細胞中,調控5-羟色胺前體的生物合成,并與神經系統功能、免疫調節密切相關。研究發現,色氨酸加氧酶的活性異常可能導緻代謝紊亂,例如與抑郁症相關的色氨酸代謝通路失調。
權威文獻顯示,色氨酸加氧酶的基因表達受糖皮質激素調控,其三維結構解析(PDB編號:2NW8)揭示了血紅素輔基與底物結合域的特異性相互作用模式,這一發現被收錄于《生物化學年鑒》的酶學專題綜述。
色氨酸加氧酶(Tryptophan Oxygenase),又稱色氨酸-2,3-雙加氧酶(TDO)或色氨酸吡咯酶,是催化色氨酸代謝的關鍵限速酶。以下從功能、結構和調控機制三方面詳細解釋:
催化反應
該酶主要催化L-色氨酸的吲哚核開裂,将其轉化為甲酰犬尿氨酸,這是色氨酸代謝犬尿氨酸途徑的第一步。生成的代謝産物進一步參與一碳單位、丙酮酸(生糖)及乙酰乙酰輔酶A(生酮)的合成,并為煙酸(維生素B3)的生成提供前體。
生理意義
色氨酸加氧酶的研究在腫瘤免疫治療和神經退行性疾病領域備受關注,靶向抑制TDO或IDO可能成為相關疾病的治療策略。
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