谷氨酰胺合成酶

谷氨酰胺合成酶（英语：glutamine synthetase，GS）是一种控制氮代谢的酶。谷氨酰胺这种氨基酸，不仅被细胞用来合成蛋白质，也是用来运输氮的。自由的铵离子对生物有毒性，在血液中不能太多，但是一些生物过程又会产生游离的铵离子；所以就让谷氨酰胺来运输这些铵离子。当细胞需要运输多余的铵离子的时候，就用铵离子和谷氨酸来合成谷氨酰胺，同时消耗ATP。谷氨酰胺合成酶催化的就是这个反应。

谷氨酰胺合成酶
Active site between two monomers of glutamine synthetase from Salmonella typhimurium. Cation binding sites are yellow and orange; ADP is pink; phosphinothricin is blue.[1]
标识符
酶学委员会编号（EC编号）	6.3.1.2
CAS号	9023-70-5
数据库
集成关系酶学数据库（IntEnz）	IntEnz总观
不伦瑞克酶学数据库（BRENDA）（英语：BRENDA）	BRENDA进入
专家蛋白质分析系统（ExPASy）（英语：ExPASy）	NiceZyme总观
京都基因与基因组百科全书（KEGG）	KEGG进入
元代谢途径数据库（MetaCyc）（英语：MetaCyc）	代谢途径
PRIAM酶功能特异性谱（英语：PRIAM enzyme-specific profiles）	谱档案
蛋白质数据库（PDB）结构	结构生物信息学研究合作实验室PDB PDB欧洲 PDB概述
基因本体（GO）	AmiGO / 快速GO
搜索 公共医学中心（PMC） 文章 公共医学数据库（PubMed） 文章 国家生物技术信息中心（NCBI） 蛋白质

谷氨酰胺合成酶， β-抓握域
鉴定
标志	Gln-synt_N
Pfam	PF03951（旧版）
InterPro（英语：InterPro）	IPR008147
PROSITE（英语：PROSITE）	PDOC00162
SCOP（英语：Structural Classification of Proteins）	2gls / SUPFAM
现有可用的蛋白结构： Pfam 结构（旧版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum（英语：PDBsum） 结构概要 PDB 1f1h​, 1f52​, 1fpy​, 1hto​, 1lgr​, 2bvc​, 2gls​, 2qc8​, 2ojw​

谷氨酰胺合成酶， 催化域
12-subunit enzyme glutamine synthetase from Salmonella typhimurium.[2]
鉴定
标志	Gln-synt_C
Pfam	PF00120（旧版）
Pfam宗系	CL0286（旧版）
InterPro（英语：InterPro）	IPR008146
PROSITE（英语：PROSITE）	PDOC00162
SCOP（英语：Structural Classification of Proteins）	2gls / SUPFAM
现有可用的蛋白结构： Pfam 结构（旧版） / ECOD PDB RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBsum（英语：PDBsum） 结构概要 PDB 1f1h​, 1f52​, 1fpy​, 1hto​, 1lgr​, 2bvc​, 2gls​, 2qc8​, 2ojw​

谷氨酸盐-氨连接酶（谷氨酰胺合成酶）
识别
符号	GLUL
替换符号	GLNS
Entrez	2752
国际人类基因组组织	4341
人类孟德尔遗传学	138290
蛋白质数据库	2qc8
美国国家生物技术信息中心	NM_002065
UniProt	P15104
其他数据
EC编号	6.3.1.2
基因座	1 q31

这个反应分成两步进行，酶先让ATP和谷氨酸反应，生成γ-谷氨酰磷酸；接着铵离子上来，替换掉磷酸。

Glu + ATP + NH₃ → Gln + ADP + P_i + H₂O

在高等植物的研究中，GS也常被定义为植物氨同化所必需的酶^[3]。人谷氨酰胺合成酶叫做hGS。

分类

谷氨酰胺合成酶可分为三大类^[4]：

• GSI：分布于原核生物。
• GSII：主要分布于真核生物和少量细菌，如根瘤菌和放线菌。
• GSIII：目前只在少量的细菌中有发现，如脆弱类杆菌和溶纤维丁酸弧菌。

而在高等植物的种子、叶、根、根瘤和果实等器官中就分布着多种GS的同工酶，分为GS1、GS2、GSx三类^[3][5]：

• GS1：胞质型GS或胞液型GS，由3-5个核基因编码；主要参与种子萌发时储存氮源的转运及叶片衰老时氮源的转移再利用 。
  • GSra
  • GSrb
• GS2：质体型GS或叶绿体型GS，由1个核基因编码；主要参与光呼吸以及硝酸还原产生的氨的同化过程。
• GSx：通常含量较少。