Messung der Enzymaktivität der Ketol-Acid-Reduktoisomerase (NADP+)

Creative Enzymes ist stolz darauf, Aktivitätsmessungen für verschiedene Enzyme anzubieten, insbesondere für Ketol-Säure-Reduktoisomerase (NADP⁺). Unsere Forschungsexpertinnen und -experten sind seit jeher darauf ausgerichtet, unseren Kunden exzellenten Service und präzise Ergebnisse bereitzustellen.

Ketol-Säure-Reduktoisomerase (NADP⁺) (EC 1.1.1.86; KARI), die in vielen Bakterien und Archaeen vorkommt, gehört zur Familie der Oxidoreduktasen; die systematische Bezeichnung dieser Enzymklasse lautet (R)-2,3-Dihydroxy-3-methylbutanoat:NADP⁺-Oxidoreduktase (isomerisierend). Das Enzym wird auch bezeichnet als:

• Dihydroxyisovalerat-Dehydrogenase (isomerisierend);
• Acetohydroxysäure-Isomeroreduktase;
• Ketolsäure-Reduktoisomerase;
• Alpha-Keto-Beta-Hydroxylacyl-Reduktoisomerase;
• 2-Hydroxy-3-Ketosäure-Reduktoisomerase;
• Acetohydroxysäure-Reduktoisomerase;
• Acetolactat-Reduktoisomerase;
• Dihydroxyisovalerat-(isomerisierende)-Dehydrogenase;
• Isomeroreduktase;
• Reduktoisomerase;
• Ketol-Säure-Reduktoisomerase.

Ketol-Säure-Reduktoisomerase (NADP⁺) ist ein bifunktionelles Enzym, das zwei deutlich unterschiedliche, jedoch aufeinanderfolgende Reaktionen an einem gemeinsamen aktiven Zentrum katalysiert und dabei sowohl als Isomerase als auch als Reduktase wirkt. In der Isomerisierungsreaktion wird 2-Hydroxy-2-methyl-3-ketobutyrat (auch als 2-Acetolactat bezeichnet) unter Mg²⁺-abhängiger Methylwanderung zu 3-Hydroxy-3-methyl-2-ketobutyrat umgelagert. In der Reduktionsreaktion wird diese 2-Ketosäure M²⁺-abhängig (Mg²⁺, Mn²⁺ oder Co²⁺) unter Verwendung von NADPH zu 2,3-Dihydroxy-3-methylbutyrat reduziert, dem Vorläufer von Valin und Leucin. Isoleucin, eine dritte verzweigtkettige Aminosäure (BCAA), wird in einem zu Valin parallelen Stoffwechselweg gebildet, der dieselbe Enzymserie nutzt; dabei katalysiert Ketol-Säure-Reduktoisomerase (NADP⁺) die Umwandlung zwischen 2-Hydroxy-2-ethyl-3-ketobutyrat und 2,3-Dihydroxy-3-ethylbutyrat. Es ist zu beachten, dass für alle Mitglieder der Ketol-Säure-Reduktoisomerase-Enzymfamilie eine Präferenz für Nicotinamidadenindinukleotidphosphat-Hydrid (NADPH) gegenüber Nicotinamidadenindinukleotid-Hydrid (NADH) als Kofaktor nachgewiesen wurde. Der BCAA-Biosyntheseweg ist in vielen Organismen vorhanden, jedoch nicht in Säugetieren. Aufgrund dieser Besonderheit gewinnt die mikrobielle Produktion verzweigtkettiger Aminosäuren für Tierfutter oder Nahrungsergänzungsmittel für den Menschen aus wirtschaftlichen Gründen zunehmend an Bedeutung. Darüber hinaus kann der BCAA-Stoffwechselweg auch so biotechnologisch optimiert werden, dass Isobutanol produziert wird, das eine potenzielle Quelle für erneuerbare Chemikalien und Kraftstoffe darstellt.

Es lässt sich schlussfolgern, dass Ketol-Säure-Reduktoisomerase (NADP⁺) ein essenzielles Enzym in der chemischen Industrie ist. Allerdings sind Aktivitätsassays für Ketol-Säure-Reduktoisomerase (NADP⁺) mittels Spektrophotometrie im industriellen Maßstab bislang nicht umfassend etabliert, obwohl der spektrophotometrische Assay als die zuverlässigste und kosteneffektivste Methode zur Aktivitätsquantifizierung gilt. Creative Enzymes ist es gelungen, einen Aktivitätsassay von höchster Qualität zu entwickeln. Wir sind bestrebt, der verlässlichste Dienstleister für Enzymaktivitätsassays auf dem globalen Markt zu sein. Unser schneller Service, eine ausgeprägte Kundenorientierung und engagierte Vorgehensweisen haben uns zu einem bevorzugten Anbieter gegenüber Wettbewerbern gemacht.

Abbildung: Die Kristallstruktur der Ketol-Säure-Reduktoisomerase aus Slackia exigua im Komplex mit NADP⁺.
PDB: 4KQW