苯丙氨酸羥化酶

苯丙氨酸羥化酶 (英語：Phenylalanine hydroxylase，簡稱PheOH,或者PheH、PAH) (EC 1.14.16.1) 是一種將苯丙氨酸側鏈上的苯環羥基化為酪氨酸的羥化酶。 PheOH是使用四氫生物蝶呤(BH₄,蝶啶類輔因子)和亞鐵離子(Fe²⁺)作為輔酶的單加氧酶類蛋白質三種中的一種。在反應中，一個氧分子的兩個氧原子被分別加入到BH₄和苯丙氨酸中。^[1]

PheOH催化的反應

苯丙氨酸羥化酶
苯丙氨酸羥化酶的三維結構預測
有效結構 PDB 直系同源檢索：PDBe, RCSB PDB查詢代碼列表 1DMW​, 1J8T​, 1J8U​, 1KW0​, 1LRM​, 1MMK​, 1MMT​, 1PAH​, 1TDW​, 1TG2​, 2PAH​, 3PAH​, 4ANP​, 4PAH​, 5PAH​, 6PAH​
標識
代號	PAH; PH; PKU; PKU1
擴展標識	遺傳學：612349 鼠基因：97473 同源基因：234 ChEMBL: 3076 GeneCards: PAH Gene
EC編號	1.14.16.1
基因本體論描述 分子功能 · phenylalanine 4-monooxygenase activity · iron ion binding · amino acid binding 細胞成分 · cytosol 生物過程 · 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表達模式
更多表達數據
直系同源體
物種	人類	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查詢	[1]	[2]
閱 論 編

苯丙氨酸羥化酶是體內過量苯丙氨酸分解代謝的限速酶。Seymour Kaufman關於苯丙氨酸羥化酶的研究使一種新的生物輔酶四氫生物蝶呤被發現。^[2]此酶受到人類健康方面的關注是因為編碼該酶的PAH基因如果發生突變，會造成嚴重的代謝紊亂即苯丙酮尿症

酶反應機制

反應認為是按照以下步驟進行：

1. 形成 Fe(II)-O-O-BH₄ 橋.
2. O-O鍵異裂產生鐵氧羥化中間體 Fe(IV)=O.
3. attack on Fe(IV)=O to hydroxylate phenylalanine substrate to tyrosine.^[3]

PheOH mechanism, part I

酶調控

該酶可能以morpheein模式進行別構調節。^[4]

結構

苯丙氨酸羥化酶的化學式為：C₂₃₅₀H₃₆₂₅O₆₈₃N₆₁₉S₁₂（註：磷酸化苯丙氨酸羥化酶分子式為：C₂₃₅₀H₃₆₂₆O₆₈₆N₆₁₉S₁₂P ，Ser-16 位點的磷酸化增加了基礎活性並促進了底物苯丙氨酸的啟動。）^[5]，分子量為：51.9千道爾頓的PheOH蛋白質分子單體可以分為三個結構域: N端結構域 (胺基酸殘基1-117), 催化結構域 (殘基118-427), 以及負責相同單體聚合的C端結構域 (殘基428-453) 。

生物學功能

PheOH是苯丙氨酸完全分解代謝為二氧化碳和水這一過程的關鍵酶，催化限速步驟。^[6]

有關酶

苯丙氨酸羥化酶與以下兩種酶密切相關：

• 色氨酸羥化酶 (EC編號 1.14.16.4)，調控大腦與消化系統中的血清素水平。
• 酪氨酸羥化酶 (EC編號 1.14.16.2), 調控大腦與腎上腺髓質中的多巴胺、腎上腺素與去甲腎上腺素水平。

這三種酶是同源的，由共同的祖先古羥化酶進化而來。