
【化】 deoxyribonucleoside diphosphate kinase
脫氧核苷二磷酸激酶(Deoxyribonucleoside Diphosphate Kinase)是一種關鍵的磷酸轉移酶,在DNA合成與修複過程中負責維持脫氧核苷三磷酸(dNTPs)的代謝平衡。其核心功能是催化脫氧核苷二磷酸(dNDPs)轉化為脫氧核苷三磷酸(dNTPs),為DNA複制提供必需原料。該酶通過磷酸基團轉移反應實現這一轉化,通常以ATP作為磷酸基供體,反應式為:
$$ text{dNDP} + text{ATP} xrightarrow{text{Mg}^{2+}} text{dNTP} + text{ADP} $$
底物廣譜性
可作用于所有類型的脫氧核苷二磷酸(dADP、dCDP、dGDP、dTDP),确保四種dNTP的均衡供應。其催化機制涉及酶活性位點的組氨酸殘基磷酸化,形成高能磷酸中間體,再轉移至dNDP。
亞基結構與調控
真核生物中常以六聚體形式存在(如人類由NME1-4基因編碼的亞基組成),通過亞基異構體組合調節組織特異性活性。其表達水平與細胞增殖速率正相關,在腫瘤組織中常異常高表達。
生物學意義
維持dNTP庫穩定對基因組完整性至關重要。該酶缺陷可導緻dNTP比例失衡,引發複制錯誤或線粒體DNA突變,與遺傳性疾病(如Charcot-Marie-Tooth病)及癌症轉移相關。
術語對照:
- 中文全稱:脫氧核苷二磷酸激酶
- 英文全稱:Deoxyribonucleoside diphosphate kinase
- 标準縮寫:NDPK(Nucleoside Diphosphate Kinase)
注:該酶亦被稱作"核苷二磷酸激酶",因其可同時催化核糖與脫氧核糖核苷酸底物
定義依據全國科學技術名詞審定委員會審定術語,功能描述參考《分子酶學導論》(科學出版社)第9章
脫氧核苷二磷酸激酶(Deoxyribonucleoside diphosphate kinase)是一種催化脫氧核苷二磷酸(dNDP)轉化為脫氧核苷三磷酸(dNTP)的關鍵酶類。以下從功能、作用機制和生物學意義三方面進行解釋:
1. 核心功能
該酶通過轉移高能磷酸基團,将脫氧核苷二磷酸(如dADP、dCDP等)磷酸化為對應的三磷酸形式(dATP、dCTP等)。這一過程是DNA合成的重要環節,因為DNA複制所需的直接原料是dNTP。
2. 作用機制
• 催化反應式:
$$
text{dXDP} + text{ATP} rightleftharpoons text{dXTP} + text{ADP}
$$
(X代表A/T/C/G中的任一堿基)
• 通過磷酸基團轉移維持細胞内dNTP的濃度平衡,其活性對DNA損傷修複和細胞周期調控至關重要。
3. 生物學意義
與普通核苷二磷酸激酶(NDPK)相比,脫氧版本專一作用于脫氧核苷酸。研究發現,該酶異常表達可能與某些癌症的基因組不穩定性相關,其活性檢測可用于評估細胞增殖狀态。
注:該酶屬于磷酸轉移酶超家族,在酵母、哺乳動物等多種生物中廣泛存在,其三維結構解析為抗腫瘤藥物靶點研究提供了基礎。
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