概述
磷酸甲羟戊酸激酶（phosphomevalonate kinase, PMVK, EC 2.7.4.2）是[[甲羟戊酸（甲瓦龙酸，MVA）]]途径（MVA途径）中催化第二步磷酸化反应的酶，将5-磷酸甲羟戊酸进一步磷酸化为5-焦磷酸甲羟戊酸。其**结构**在不同物种中差异显著：哺乳动物的PMVK属于核苷一磷酸激酶（NMP kinase）家族，而酵母和植物的PMVK属于GHMP激酶超家族。
酶学特征
PMVK催化的反应为：
$\text{5-磷酸甲羟戊酸} + \text{[[ATP：三磷酸腺苷]]} \xrightarrow{PMVK} \text{5-焦磷酸甲羟戊酸} + \text{ADP}$
$催化反应：$
[[5-甲羟戊酸磷酸（MVP）]]+ATP --> [[5-甲羟戊酸焦磷酸（MVPP）]]+ 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]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])
)
)
)
}
+ATP
\begin{tikzpicture}
\draw [->] (0,0) to node[above] {PMVK} (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}
-[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]
-[0.7,1]
(<:[1.3,1]OH)
(<[2.7,1])
(-[7.3,1]
-[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}
)
))
}
+ATP
\begin{tikzpicture}
\draw [->] (0,0) to node[above] {PMVK} (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
-[0.7,1,,,,]{\chemmove{\draw[ultra thick,green,fill=cpk_P,line width=2pt] (0.1,0.12)circle(6pt);}P}
-[,1,,,decorate,decoration=snake]{\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}^2
该反应将[[ATP：三磷酸腺苷]]的γ-磷酸基团转移至5-磷酸甲羟戊酸的磷酸基上，形成焦磷酸键。反应需要Mg²⁺作为辅因子。
在MVA途径中的位置
PMVK承上启下，连接两步磷酸化反应：
1. [[甲羟戊酸激酶（MVK）]]：甲羟戊酸 → 5-磷酸甲羟戊酸 2. **PMVK**：5-磷酸甲羟戊酸 → 5-焦磷酸甲羟戊酸 3. 甲羟戊酸磷酸脱羧酶：5-焦磷酸甲羟戊酸 → IPP
连续两步磷酸化消耗2分子[[ATP：三磷酸腺苷]]，将甲羟戊酸充分活化，为最终的脱羧-脱水反应提供能量驱动。
代谢调控
PMVK的表达受SREBP（固醇调节元件结合蛋白）转录因子调控，当细胞内[[胆固醇（cholesterol）]]水平降低时，SREBP激活PMVK等MVA途径酶基因的转录。此外，PMVK活性受产物5-焦磷酸甲羟戊酸的竞争性抑制。
参考资料
• 人源PMVK的晶体结构揭示了其独特的核苷酸激酶折叠方式
• PMVK基因缺陷尚未有明确的人类遗传病报道，可能因其功能对发育至关重要