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Text File  |  1995-03-04  |  3.0 KB  |  57 lines
  1. *****************************************************
  2. * Carbamoyl-phosphate synthase subdomain signatures *
  3. *****************************************************
  4.  
  5. Carbamoyl-phosphate synthase (CPSase) catalyzes the ATP-dependent synthesis of
  6. carbamyl-phosphate from  glutamine  (EC  6.3.5.5) or ammonia (EC 6.3.4.16) and
  7. bicarbonate [1].   This important enzyme initiates both the urea cycle and the
  8. biosynthesis of arginine and pyrmidines.
  9.  
  10. Glutamine-dependent CPSase  (CPSase  II)  is  involved  in the biosynthesis of
  11. pyrimidines and purines. In bacteria such as Escherichia coli, a single enzyme
  12. is involved  in  both biosynthetic pathways while other bacteria have separate
  13. enzymes. The bacterial enzymes are formed of two subunits. A small chain (gene
  14. carA) that provides glutamine amidotransferase activity (GATase) necessary for
  15. removal of  the  ammonia  group  from glutamine, and a large chain (gene carB)
  16. that provides  CPSase  activity. Such a structure is also present in fungi for
  17. arginine biosynthesis  (genes  CPA1  and CPA2). In most  eukaryotes, the first
  18. three steps   of   pyrimidine   biosynthesis   are   catalyzed   by   a  large
  19. multifunctional enzyme  -  called URA2 in yeast, rudimentary in Drosophila and
  20. CAD in  mammals [2]. The CPSase domain is located between an N-terminal GATase
  21. domain and   the  C-terminal  part  which  encompass  the  dihydroorotase  and
  22. aspartate transcarbamylase activities.
  23.  
  24. Ammonia-dependent CPSase (CPSase I) is involved in the urea cycle in ureolytic
  25. vertebrates; it  is  a  monofunctional  protein  located  in the mitochondrial
  26. matrix.
  27.  
  28. The CPSase  domain  is  typically  120  Kd  in  size  and  has arisen from the
  29. duplication of an ancestral subdomain of about 500 amino acids. Each subdomain
  30. independently binds to  ATP and it is suggested that the two homologous halves
  31. act separately, one  to catalyze the phosphorylation of bicarbonate to carboxy
  32. phosphate and the other that of carbamate to carbamyl phosphate.
  33.  
  34. The CPSase  subdomain is also present in a single copy in the biotin-dependent
  35. enzymes acetyl-CoA  carboxylase  (EC 6.4.1.2) (ACC), Propionyl-CoA carboxylase
  36. (EC 6.4.1.3)  (PCCase),  pyruvate  carboxylase  (EC  6.4.1.1)  (PC)  and  urea
  37. carboxylase (EC 6.3.4.6).
  38.  
  39. As signatures for  the  subdomain, we selected two conserved regions which are
  40. probably important for binding ATP and/or catalytic activity.
  41.  
  42. -Consensus pattern: [FY]-P-[LIVMC]-[LIVM](2)-[KR]-[PSA]-[STA]-x(3)-[SG]-G-x-
  43.                     [AG]
  44. -Sequences known to belong to this class detected by the pattern: ALL.
  45. -Other sequence(s) detected in SWISS-PROT: NONE.
  46.  
  47. -Consensus pattern: [LIVMF]-[LIN]-E-[LIVMCA]-N-[PATLIVM]-[KR]-[LIVMSTAC]
  48. -Sequences known to belong to this class detected by the pattern: ALL.
  49. -Other sequence(s) detected in SWISS-PROT: 10.
  50.  
  51. -Last update: October 1993 / First entry.
  52.  
  53. [ 1] Simmer J.P., Kelly R.E., Rinker A.G. Jr., Scully J.L., Evans D.R.
  54.      J. Biol. Chem. 265:10395-10402(1990).
  55. [ 2] Davidson J.N., Chen K.C., Jamison R.S., Musmanno L.A., Kern C.B.
  56.      BioEssays 15:157-164(1993).
  57.