Chemie von Ni2+ in Urease: Sensorik, Transport und Katalyse.

Titel	Chemie von Ni2+ in Urease: Sensorik, Transport und Katalyse.
Autoren	Stefano Benini, Francesco Musiani, Barbara Zambelli, Stefano Ciurli
Zeitschrift	Konten der chemischen Forschung
Datum	07/19/2011
DOI	10.1021/ar200041k
Einführung	Übergangsmetalle spielen eine wichtige Rolle bei der enzymatischen Katalyse, sind jedoch in der Natur nur selten zu finden. Die Organismen haben Mechanismen entwickelt, um Metallionen selektiv zu erkennen und zu nutzen. Veränderungen der Metallionenkonzentration lösen zelluläre Reaktionen aus, die die Homöostase der Metallionen und die Aktivierung von Enzymen regulieren. Die Toxizität vieler Metallionen erfordert einen geregelten intrazellulären Transport, der durch spezifische Chaperone gesteuert wird. Das Ni(2+)-abhängige Urease-System ist ein Beispiel für zelluläre Strategien zum Umgang mit essenziellen, aber toxischen Metallionen. Seit Urease 1975 erstmals als nickelabhängig identifiziert wurde, sind die Gründe für die Ni(2+)-Selektion und die Kaskade metallabhängiger Genregulationsereignisse, die zur Aktivierung des Enzyms führen, nur teilweise verstanden. Jüngste Fortschritte haben Licht auf die Rolle von Ni(2+) bei der Katalyse und seine Wechselwirkung mit Zn(2+) und Fe(2+) geworfen. Diese Forschungsarbeit konzentriert sich auf strukturelle Einblicke in die Wechselwirkungen des Enzyms mit Inhibitoren und Substratanaloga, wodurch das Verständnis des katalytischen Mechanismus verbessert wird. Strukturelle und funktionelle Daten klären die Ni(2+)-Sensorik durch NikR, einen nickelabhängigen Transkriptionsfaktor. Der Aktivierungsprozess der Urease, bei dem Ni(2+) in das aktive Zentrum eingeschleust wird, wurde teilweise durch die akzessorischen Proteine UreD, UreF und UreG analysiert. Der intrazelluläre Transport von Ni(2+) wird durch die strukturellen Eigenschaften des Metallo-Chaperons UreE besser verstanden. Zu den Schlüsselkonzepten gehören die Rolle von Zn(2+) im Nickel-Stoffwechsel, die ungeordnete Natur der GTPase für die Urease-Aktivierung und die regulatorische Rolle der akzessorischen Proteine.
Zitat	Stefano Benini, Francesco Musiani und Barbara Zambelli et al. Chemistry of Ni2+ in urease: sensing, trafficking, and catalysis. 2011. DOI: 10.1021/ar200041k
Element	Nickel (Ni) , Zink (Zn)
Materialien	Chemische Verbindungen
Industrie	Forschung & Labor

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