Carbamoylphosphat-Synthetase I

Carbamoylphosphat-Synthetase I (CPS1) ist das Enzym, das die Addition von Ammoniak, Kohlenstoffdioxid und ATP zu Carbamoylphosphat katalysiert. Diese Reaktion findet in den Mitochondrien der Wirbeltiere statt und ist der geschwindigkeitsbestimmende Schritt des Harnstoffzyklus. Beim Menschen ist CPS1 hauptsächlich in der Leber und im Dünndarm aktiv. Mutationen im CPS1-Gen können zu CPS-Mangel und dieser zu Hyperammonämie und pulmonaler Hypertonie des Neugeborenen führen. Eine Variante ist mit dem Risiko bei Neugeborenen für Argininmangel und nekrotisierende Enterokolitis assoziiert.^[2][3]

Carbamoylphosphat-Synthetase I
Andere Namen	Carbamoylphosphat-Synthase I CPSase I
Vorhandene Strukturdaten: 2YVQ, 5DOT, 5DOU
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	1462 Aminosäuren
Kofaktor	N-Acetylglutamat
Isoformen	2
Bezeichner
Gen-Name	CPS1
Externe IDs	OMIM: 608307 UniProt P31327
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	6.3.4.16, Ligase
Reaktionsart	Addition
Substrat	2 ATP + NH3 + CO2
Produkte	2 ADP + Phosphat + Carbamoylphosphat
Vorkommen
Homologie-Familie	Hovergen
Übergeordnetes Taxon	Wirbeltiere[1]
Orthologe
	Mensch	Hausmaus
Entrez	1373	227231
Ensembl	ENSG00000021826	ENSMUSG00000025991
UniProt	P31327	Q8C196
Refseq (mRNA)	NM_001122633	NM_001080809
Refseq (Protein)	NP_001116105	NP_001074278
Genlocus	Chr 2: 210.48 – 210.68 Mb	Chr 1: 67.12 – 67.23 Mb
PubMed-Suche	1373	227231

Die CPS1-Transkription wird sowohl über cAMP-, als auch Glucocorticoid-Signalwege gesteuert. Die Expression von CPS1 ist in den drei menschlichen Leberkarzinom-Zelllinien unterdrückt. CPS1 ist mit dem Antigen des in der Chirurgie eingesetzten Hep Par 1-Antikörpers identisch.^[4][5]

Katalysierte Reaktion

${\displaystyle \mathrm {HCO_{3}^{-}+ATP\longrightarrow } }$ ${\displaystyle \mathrm {ADP+HO{-}COO{-}PO_{3}^{2-}} }$

${\displaystyle \mathrm {HO{-}COO{-}PO_{3}^{2-}+NH_{3}+OH^{-}\longrightarrow } }$ ${\displaystyle \mathrm {HPO_{4}^{2-}+H_{2}N{-}COO^{-}+H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {H_{2}N{-}COO^{-}+ATP\longrightarrow } }$ ${\displaystyle \mathrm {ADP+H_{2}N{-}COO{-}PO_{3}^{2-}} }$

Die in drei Teilschritten erfolgende Reaktion setzt insgesamt zwei Moleküle ATP und je ein Molekül Ammoniak und Kohlenstoffdioxid zu zwei Molekülen ADP und je einem Molekül Carbamoylphosphat und Phosphat um.

Weblinks

Wikibooks: Harnstoffzyklus – Lern- und Lehrmaterialien

• D’Eustachio/Jassal/reactome: 2 ATP + NH4+ + HCO3- => 2 ADP + orthophosphate + carbamoyl phosphate [mitochondrial]

Einzelnachweise

1. Homologe bei OMA
2. UniProt P31327
3. Moonen RM, Paulussen AD, Souren NY, Kessels AG, Rubio-Gozalbo ME, Villamor E: Carbamoyl phosphate synthetase polymorphisms as a risk factor for necrotizing enterocolitis. In: Pediatr Res. 62. Jahrgang, Nr. 2, August 2007, S. 188–90, doi:10.1203/PDR.0b013e3180a0324e, PMID 17597649.
4. Schoneveld OJ, Hoogenkamp M, Stallen JM, Gaemers IC, Lamers WH: cyclicAMP and glucocorticoid responsiveness of the rat carbamoylphosphate synthetase gene requires the interplay of upstream regulatory units. In: Biochimie. 89. Jahrgang, Nr. 5, Mai 2007, S. 574–80, doi:10.1016/j.biochi.2006.12.013, PMID 17397987.
5. Butler SL, Dong H, Cardona D, et al.: The antigen for Hep Par 1 antibody is the urea cycle enzyme carbamoyl phosphate synthetase 1. In: Lab. Invest. 88. Jahrgang, Nr. 1, Januar 2008, S. 78–88, doi:10.1038/labinvest.3700699, PMID 18026163.