苯丙氨酸羟化酶

苯丙氨酸羟化酶 (英语：Phenylalanine hydroxylase，简称PheOH,或者PheH、PAH) (EC 1.14.16.1) 是一种将苯丙氨酸侧链上的苯环羟基化为酪氨酸的羟化酶。 PheOH是使用四氢生物蝶呤(BH₄,蝶啶类辅因子)和亚铁离子(Fe²⁺)作为辅酶的单加氧酶类蛋白质三种中的一种。在反应中，一个氧分子的两个氧原子被分别加入到BH₄和苯丙氨酸中。^[1]

PheOH催化的反应

苯丙氨酸羟化酶
苯丙氨酸羟化酶的三维结构预测
有效结构 PDB 直系同源检索：PDBe, RCSB PDB查询代码列表 1DMW​, 1J8T​, 1J8U​, 1KW0​, 1LRM​, 1MMK​, 1MMT​, 1PAH​, 1TDW​, 1TG2​, 2PAH​, 3PAH​, 4ANP​, 4PAH​, 5PAH​, 6PAH​
标识
代号	PAH; PH; PKU; PKU1
扩展标识	遗传学：612349 鼠基因：97473 同源基因：234 ChEMBL: 3076 GeneCards: PAH Gene
EC编号	1.14.16.1
基因本体论描述 分子功能 · phenylalanine 4-monooxygenase activity · iron ion binding · amino acid binding 细胞成分 · cytosol 生物过程 · L-phenylalanine catabolic process · cellular amino acid biosynthetic process · cellular nitrogen compound metabolic process · neurotransmitter biosynthetic process · catecholamine biosynthetic process · small molecule metabolic process Sources: Amigo / QuickGO
RNA表达模式
更多表达数据
直系同源体
物种	人类	小鼠
Entrez	5053	18478
Ensembl	ENSG00000171759	ENSMUSG00000020051
UniProt	P00439	P16331
mRNA序列	NM_000277	NM_008777
蛋白序列	NP_000268	NP_032803
基因位置	Chr 12: 103.23 – 103.35 Mb	Chr 10: 87.52 – 87.58 Mb
PubMed查询	[1]	[2]
查 论 编

苯丙氨酸羟化酶是体内过量苯丙氨酸分解代谢的限速酶。Seymour Kaufman关于苯丙氨酸羟化酶的研究使一种新的生物辅酶四氢生物蝶呤被发现。^[2]此酶受到人类健康方面的关注是因为编码该酶的PAH基因如果发生突变，会造成严重的代谢紊乱即苯丙酮尿症

酶反应机制

反应认为是按照以下步骤进行：

1. 形成 Fe(II)-O-O-BH₄ 桥.
2. O-O键异裂产生铁氧羟化中间体 Fe(IV)=O.
3. attack on Fe(IV)=O to hydroxylate phenylalanine substrate to tyrosine.^[3]

PheOH mechanism, part I

酶调控

该酶可能以morpheein模式进行别构调节。^[4]

结构

苯丙氨酸羟化酶的化学式为：C₂₃₅₀H₃₆₂₅O₆₈₃N₆₁₉S₁₂（注：磷酸化苯丙氨酸羟化酶分子式为：C₂₃₅₀H₃₆₂₆O₆₈₆N₆₁₉S₁₂P ，Ser-16 位点的磷酸化增加了基础活性并促进了底物苯丙氨酸的启动。）^[5]，分子量为：51.9千道尔顿的PheOH蛋白质分子单体可以分为三个结构域: N端结构域 (氨基酸残基1-117), 催化结构域 (残基118-427), 以及负责相同单体聚合的C端结构域 (残基428-453) 。

生物学功能

PheOH是苯丙氨酸完全分解代谢为二氧化碳和水这一过程的关键酶，催化限速步骤。^[6]

有关酶

苯丙氨酸羟化酶与以下两种酶密切相关：

• 色氨酸羟化酶 (EC编号 1.14.16.4)，调控大脑与消化系统中的血清素水平。
• 酪氨酸羟化酶 (EC编号 1.14.16.2), 调控大脑与肾上腺髓质中的多巴胺、肾上腺素与去甲肾上腺素水平。

这三种酶是同源的，由共同的祖先古羟化酶进化而来。