甲羟戊酸激酶（MVK）

概述

甲羟戊酸激酶（mevalonate kinase, MVK, EC 2.7.1.36）是[[甲羟戊酸（甲瓦龙酸，MVA）]]途径（MVA途径）中催化第一步磷酸化反应的酶，将甲羟戊酸（mevalonate）磷酸化为5-磷酸甲羟戊酸。其**结构**属于GHMP激酶超家族（galactokinase, homoserine kinase, mevalonate kinase, phosphomevalonate kinase），含有保守的磷酸转移催化结构域。

酶学特征

MVK催化的反应为：

$\text{甲羟戊酸} + \text{[[ATP：三磷酸腺苷]]} \xrightarrow{MVK} \text{5-磷酸甲羟戊酸} + \text{ADP}$

该反应需要二价阳离子（Mg²⁺或Mn²⁺）作为辅因子，协助[[ATP：三磷酸腺苷]]的γ-磷酸基团转移至甲羟戊酸的C5-OH。反应为不可逆过程，是[[甲羟戊酸（甲瓦龙酸，MVA）]]活化阶段的起始步骤。

$催化反应：$

[[甲羟戊酸激酶（MVK）]]+ATP --> [[5-甲羟戊酸磷酸（MVP）]]+ADP

-

\usepackage{chemfig}
\definecolor{cpk_P}{rgb}{1.00, 0.50, 0.00}     % P
\begin{document}

\chemfig{
-[6,0.5,,,,transparent] % 下边界支撑
	HO-[0.7,1]
		(=[2,1]O)
		(-[7.3,1.2]
			-[0.7,1]
				(<:[1.3,1]OH)
				(<[2.7,1])
				(-[7.3,1]
				-[0.7,1]
					(-[7.3,1]OH
					)
				)
	)
}
+ATP

\begin{tikzpicture} 
\draw [->] (0,0) to node[above] {MVK} (2.2,0); 
\end{tikzpicture}

\chemfig{
-[6,0.5,,,,transparent] % 下边界支撑
	HO-[0.7,1]
		(=[2,1]O)
		(-[7.3,1.2]
			-[0.7,1]
				(<:[1.3,1]OH)
				(<[2.7,1])
				(-[7.3,1]
				-[0.7,1]
					(-[7.3,1]O
											% P
	(-[0,0.54,,,,transparent]{\chemmove{\draw[ultra thick,green,fill=cpk_P,line width=2pt] (0.1,0.12)circle(6pt);}P}
	% 下边界支撑
	-[6,0.5,,,,transparent])
					)
				)
	)
}

+ ADP

\end{document}

^1

-

\usepackage{chemfig}
\usetikzlibrary{decorations.pathmorphing}
\definecolor{cpk_P}{rgb}{1.00, 0.50, 0.00}     % P
\begin{document}

\chemfig{
-[6,0.5,,,,transparent] % 下边界支撑
	HO-[0.7,1]
		(=[2,1]O)
		(-[7.3,1.2]
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				(-[7.3,1]
				-[0.7,1]
					(-[7.3,1]OH
					)
				)
	)
}
+ATP

\begin{tikzpicture} 
\draw [->] (0,0) to node[above] {MVK} (2.2,0); 
\end{tikzpicture}

\chemfig{
-[6,0.5,,,,transparent] % 下边界支撑
	HO-[0.7,1]
		(=[2,1]O)
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				(<[2.7,1])
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				-[0.7,1]
					(-[7.3,1]O
-[0.7,1,,,,]{\chemmove{\draw[ultra thick,green,fill=cpk_P,line width=2pt] (0.1,0.12)circle(6pt);}P}
				)
	))
}

+ ADP

\end{document}

^2

在MVA途径中的位置

MVK位于MVA途径的中间环节：

1. HMG-CoA还原酶将HMG-CoA还原为[[甲羟戊酸（甲瓦龙酸，MVA）]]（限速步骤） 2. **MVK**将甲羟戊酸磷酸化为5-磷酸甲羟戊酸 3. [[磷酸甲羟戊酸激酶（PMVK）]]继续磷酸化为5-焦磷酸甲羟戊酸 4. 甲羟戊酸磷酸脱羧酶催化脱羧生成IPP

代谢调控与医学意义

MVK活性受多种萜类中间体的反馈抑制，特别是牻牛儿基焦磷酸（GPP）和法尼基焦磷酸（FPP）可别构抑制MVK。MVK基因突变可导致甲羟戊酸尿症（mevalonic aciduria）和高IgD综合征（HIDS），表现为反复发热和炎症反应。

参考资料

• MVK缺陷是最早被发现的[[异戊二烯（isoprene）]]合成途径遗传病

• MVK是GHMP激酶超家族中研究最深入的成员之一