Nucléoside diphosphate kinase

Une nucléoside diphosphate kinase (NDK, aussi NDPK) est une phosphotransférase qui catalyse la réaction :

ATP + nucléoside diphosphate  ${\displaystyle \rightleftharpoons }$  ADP + nucléoside triphosphate.

Nucléoside diphosphate kinase

Hexamère de nucléoside diphosphate kinase humaine

Données clés

N° EC	EC 2.7.4.6
N° CAS	9026-51-1

Activité enzymatique

IUBMB	Entrée IUBMB
IntEnz	Vue IntEnz
BRENDA	Entrée BRENDA
KEGG	Entrée KEGG
MetaCyc	Voie métabolique
PRIAM	Profil
PDB	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
GO	AmiGO / EGO

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Ces enzymes catalysent l'échange d'un groupe phosphate entre différents nucléosides diphosphates. Comme le cycle de Krebs ne produit que de l'ATP, la nucléotide diphosphate kinase permet de maintenir un équilibre entre les concentrations des différents nucléosides triphosphates.

Fonction

La fonction globale de la nucléoside diphosphate kinase est le transfert d'un groupe phosphate depuis un nucléoside triphosphate vers un nucléoside diphosphate. À partir de l'adénosine triphosphate (ATP) et de la guanosine diphosphate (GDP), l'action de la NDPK donne de l'adénosine diphosphate (ADP) et de la guanosine triphosphate (GTP).

ATP + GDP → ADP + GTP.

Derrière cette réaction apparemment simple, se cache un mécanisme à plusieurs étapes. Les étapes clés sont les suivantes :

• NDPK fixe un nucléoside triphosphate (NTP) dans son site actif ;
• NDPK est phosphorylée sur son histidine catalytique, donnant un nucléoside diphosphate fixé (NDP) ;
• NDPK relargue le nucléoside diphosphate ;
• NDPK fixe un autre nucléoside diphosphate dans son site actif ;
• NDPK transfère le phosphate de l'histidine catalytique phosphorylée vers le nucléoside diphosphate, formant un nucléoside triphosphate ;
• NDPK relargue le nucléoside triphosphate.

Chaque étape est une partie d'un processus réversible :

NDPK + NTP  ${\displaystyle \rightleftharpoons }$  NDPK~NTP  ${\displaystyle \rightleftharpoons }$  NDPK-P~NDP  ${\displaystyle \rightleftharpoons }$  NDPK-P + NDP.

Pour le transfert d'un phosphate de l'ATP vers le GDP, la réaction sera :

NDPK + ATP → NDPK~ATP → NDPK-P~ADP → NDPK-P + ADP →

NDPK-P + GDP → NDPK-P~GDP → NDPK~GTP → NDPK + GTP.

Il permet l'activation de la protéine G^[1].

Finalement, ils interviennent dans différents processus biologiques, différenciation cellulaire, dissémination des métastases, fonction ciliaire^[2]...

Procaryotes

Chez les procaryotes, la NDPK forme un homotétramère fonctionnel (E. coli, M. xanthus).

Eucaryotes

Il existe dix isoformes de NDPK chez l'homme^[2] : de NDPK-A (nm23-H1) jusqu'à la NDPK-J(nm23-H10). Les deux NDPKs les plus abondantes (A et B) possèdent des structures très semblables, et peuvent se combiner en toutes proportions pour former des hétéro-hexamères fonctionnels^[3].

En plus du transfert du phosphate gamma, d'autres fonctions lui ont été décrites. Actuellement la plus étudiée est celle de suppresseur de métastases.

Voir aussi

• Nucléoside
• Nucléotide
• NDPK-C

Notes et références

1. Lutz S, Hippe HJ, Niroomand F, Wieland T, Nucleoside diphosphate kinase-mediated activation of heterotrimeric G proteins, Methods Enzymol, 2004;390:403–418
2. Boissan M, Dabernat S, Peuchant E, Schlattner U, Lascu I, Lacombe ML, The mammalian Nm23/NDPK family: from metastasis control to cilia movement, Mol Cell Biochem, 2009;329:51–62
3. Gilles AM, Presecan E, Vonica A, Lascu I, Nucleoside diphosphate kinase from human erythrocytes: structural characterization of the two polypeptide chains responsible for heterogeneity of the hexameric enzyme, J Biol Chem, 1991;266:8784–8789

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