En enzimología , una 2-deshidro-3-desoxi-6- fosfogalactonato aldolasa ( EC 4.1.2.21 ) es una enzima que cataliza la reacción química.
- 2-deshidro-3-desoxi-D-galactonato 6-fosfato piruvato + D-gluceraldehído 3-fosfato
Por lo tanto, esta enzima tiene un sustrato , 2-deshidro-3-desoxi-D-galactonato 6-fosfato , y dos productos , piruvato y D-gluceraldehído 3-fosfato .
Esta enzima pertenece a la familia de las liasa , específicamente las aldehído-liasa, que escinden los enlaces carbono-carbono. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es 2-deshidro-3-desoxi-D-galactonato-6-fosfato D-gluceraldehído-3-fosfato-liasa (formadora de piruvato) . Otros nombres de uso común incluyen 6-fosfo-2-ceto-3-desoxicolactonato aldolasa , fosfo-2-ceto-3-desoxicolactonato aldolasa , 2-ceto-3-desoxi-6-fosfogalactónico aldolasa , fosfo-2-ceto-3 -dodoxigalactónica aldolasa , 2-ceto-3-desoxi-6-fosfogalactónico ácido aldolasa , (KDPGal) aldolasa , 2-deshidro-3-desoxi-D-galactonato-6-fosfato , yD-gluceraldehído-3-fosfato-liasa . Esta enzima participa en el metabolismo de galactosa .
En enzimología , una 2-deshidro-3-desoxi-D-gluconato 6-deshidrogenasa ( EC 1.1.1.126 ) es una enzima que cataliza la reacción química.
- 2-deshidro-3-desoxi-D-gluconato + NADP + (4S, 5S) -4,5-dihidroxi-2,6-dioxohexanoato + NADPH + H +
Por lo tanto, los dos sustratos de esta enzima son 2-deshidro-3-desoxi-D-gluconato y NADP + , mientras que sus 3 productos son (4S, 5S) -4,5-dihidroxi-2,6-dioxohexanoato , NADPH y H + .
Esta enzima pertenece a la familia de las oxidorreductasas , específicamente aquellas que actúan sobre el grupo de donantes CH-OH con NAD + o NADP + como aceptor. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es 2-deshidro-3-desoxi-D-gluconato: NADP + 6-oxidorreductasa. Otros nombres de uso común incluyen 2-ceto-3-desoxi-D-gluconato deshidrogenasa y 2-ceto-3-desoxigluconato deshidrogenasa.
En enzimología , una aldolasa 2-deshidro-3-desoxi-fosfogluconato ( EC 4.1.2.14 ), comúnmente conocida como KDPG aldolasa , es una enzima que cataliza la reacción química.
- 2-deshidro-3-desoxi-D-gluconato 6-fosfato piruvato + D-gluceraldehído 3-fosfato
Por lo tanto, esta enzima tiene principalmente un sustrato , 2-deshidro-3-desoxi-D-gluconato 6-fosfato , y dos productos , piruvato y D-gluceraldehído 3-fosfato .
Esta enzima pertenece a la familia de las liasas , específicamente las aldehído- liasa, que escinden los enlaces carbono-carbono. Se utiliza en la vía Entner-Doudoroff en procariotas, alimentando a la glucólisis. La 2-deshidro-3-desoxi-fosfogluconato aldolasa es una de las dos enzimas que distinguen esta ruta de la ruta Embden-Meyerhof-Parnas más comúnmente conocida . [1] Esta enzima también participa en los siguientes 3 vías metabólicas : vía de las pentosas fosfato , interconversiones de pentosa y glucuronato , y arginina y metabolismo prolina .
Además de la escisión del 2-deshidro-3-desoxi-D-gluconato 6-fosfato, también se encuentra que cataliza naturalmente la formación de bases de Schiff entre un grupo lisina E-aminoácido y compuestos de carbonilo, descarboxilación de oxaloacetato e intercambio de protones solventes con los átomos de metil hidrógeno del piruvato .
Nomenclatura [ editar ]
El nombre sistemático de esta clase de enzimas es 2-deshidro-3-desoxi-D-gluconato-6-fosfato D-gluceraldehído-3-fosfato-liasa (formadora de piruvato) . Otros nombres de uso común incluyen:
- KDPG aldolasa
- fosfo-2-ceto-3-desoxigluconato aldolasa
- fosfo-2-ceto-3-desoxigluconica aldolasa
- 2-ceto-3-desoxi-6-fosfogluconico aldolasa
- 2-ceto-3-desoxi-6-fosfogluconato aldolasa
- 6-fosfo-2-ceto-3-desoxigluconato aldolasa
- ODPG aldolasa , 2-oxo-3-desoxi-6-fosfogluconato aldolasa
- 2-ceto-3-desoxigluconato-6-P-aldolasa
- 2-ceto-3-desoxigluconato-6-fosfato aldolasa
- 2-deshidro-3-desoxi-D-gluconato-6-fosfato
- D-gluceraldehído-3-fosfato-liasa
Estructura enzimática [ editar ]
Recientemente se determinó que KDPG Aldolasa era un trímero mediante simetría cristalográfica triple, con 225 residuos. [2] [3] Se determinó que la enzima tenía un peso molecular de 23.942. [4] El trímero se estabiliza principalmente a través de interacciones hidrófobas. La molécula tiene plegamiento terciario similar a la triosefosfato isomerasa y el dominio A de la piruvato quinasa , formando una estructura de barril α / β de ocho cadenas. [3] [5] La estructura del barril α / β está tapada en un lado por la hélice N-terminal. El otro lado, el lado carboxílico, contiene el sitio activo. [6] Cada subunidad contiene un fosfato-ión ligada en posición del sitio de fijación de aldolasa. [7] Se ha encontrado que hay cuatro grupos cisteinilo presentes en cada subunidad, con dos fácilmente accesibles y dos enterrados en la subunidad. [8]
El sitio activo contiene el par zwitteriónico Glu -45 / Lys -133. [9] La lisina, que participa en la formación de la base de Schiff, está coordinada por un ion fosfato y dos moléculas de agua solvente. [6] [7] La primera molécula de agua sirve como una lanzadera entre el glutamato y el sustrato, permaneciendo unida a la enzima durante todo el ciclo catalítico. [7] La segunda molécula de agua es un producto de la deshidratación de la carbinolamina que conduce a la formación de la base de Schiff. [7] También funciona como el nucleófilo durante la hidrólisis de la base de Schiff producto enzimático, lo que lleva a la liberación de piruvato. [7]
A finales de 2007, se han resuelto 13 estructuras para esta clase de enzimas, con los códigos de acceso PDB 1EUA , 1EUN , 1FQ0 , 1FWR , 1KGA , 1MXS , 1WA3 , 1WAU , 1WBH , 2C0A , 2NUW , 2NUX y 2NUY .
Mecanismo de enzimas [ editar ]
Una de las reacciones que cataliza KDPG Aldolasa, como en la vía Entner-Doudoroff , es la escisión reversible de 2-ceto-3-desoxi-6-fosfogluconato (KDPG) en piruvato y D-glicerraldehído-3-fosfato . [9] [10] Esto ocurre a través de una escisión estereoespecífica de retroaldol . [7] Una transferencia de protones entre el par de iones híbridos Glu-45 / Lys-133 en el sitio activo activa la lisina para servir como nucleófilo en el primer paso y el glutamato para ayudar en la catálisis de base involucrada en la escisión carbono-carbono. [9]El residuo de lisina 133 sirve como nucleófilo y ataca al grupo carbonilo del 2-ceto-3-desoxi-6-fosfogluconato para formar un intermediario de carbinolamina protonado, también conocido como intermediario base de Schiff . [7] [9] [10] El intermedio se estabiliza mediante enlaces de hidrógeno con residuos en el sitio activo. [9] Un residuo de tres carbonos, el gliceraldehído 3-fosfato , se separa mediante catálisis básica con una molécula de agua y el residuo Glu-45. [7] [9] El piruvato se genera a través del ataque nucleofílico del agua en la base de Schiff para reformar una cetona. La interacción aromática con Phe-135 asegura la adición estereoespecífica involucrada en el proceso inverso.[9]
También se ha demostrado que la aldolasa KDPG cataliza el intercambio de átomos de hidrógeno de los grupos metilo del piruvato con protones del disolvente. [10]
Significado evolutivo [ editar ]
Historia [ editar ]
Se han hecho argumentos para la evolución convergente y divergente de las enzimas estructuradas en barriles α / β como la Aldolasa KDPG, la triosefosfato isomerasa y el dominio A de la piruvato quinasa.
La evolución convergente puede conducir a sitios activos geométricamente similares, mientras que cada enzima tiene una conformación de columna vertebral distinta. Sin embargo, no se ha observado la convergencia a una estructura principal común, como es el caso aquí, aunque se argumenta que podría ser posible para una estructura simétricamente repetitiva como la observada aquí. [11] La similitud en el plegamiento de las tres enzimas y la simetría excepcional comúnmente sugieren una evolución divergente de un antepasado común. La similitud funcional de las enzimas sigue siendo el argumento más fuerte para la evolución divergente. [11] Las tres enzimas activan un enlace C – H adyacente a un grupo carbonilo. Los sitios activos están ubicados en los extremos carboxílicos de las cadenas β. Tal congruencia está a favor de la evolución divergente.
Si prevalece la hipótesis de evolución divergente, esto sugeriría la existencia de una clase de enzimas con secuencias de aminoácidos no relacionadas pero estructura simétrica y plegamiento análogos. [11]
Evolución dirigida
La aldolasa de KDPG tiene una utilidad limitada debido a su alta especificidad por sus sustratos naturales en la escisión de KDPG y la adición inversa de D-gluceraldehído-3-fosfato y piruvato . [12] La evolución in vitro ha permitido que la aldolasa KDPG se convierta en una aldolasa más eficiente con especificidad de sustrato alterada y estereoselectividad, mejorando así su utilidad en la síntesis asimétrica. [13] En lugar de modificar el sitio de reconocimiento, el sustrato se modifica moviendo la lisina del sitio activo de una cadena β a una vecina. [13] [14]La aldolasa evolucionada es capaz de aceptar tanto D- como L-gluceraldehído en su forma no fosforilada.
En enzimología , una 2-deshidro-3-desoxiglucarato aldolasa ( EC 4.1.2.20 ) es una enzima que cataliza la reacción química.
- 2-deshidro-3-desoxi-D-glucarato piruvato + tartronato semialdehído
Por lo tanto, esta enzima tiene un sustrato , 2-deshidro-3-desoxi-D-glucarato , y dos productos , piruvato y tartronato semialdehído .
Esta enzima pertenece a la familia de las liasa , específicamente las aldehído-liasa, que escinden los enlaces carbono-carbono. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es 2-deshidro-3-desoxi-D-glucarato tartronato-semialdehído-liasa (formación de piruvato) . Otros nombres de uso común incluyen 2-ceto-3-desoxiglucarato aldolasa , alfa-ceto-beta-desoxi-D-glucarato aldolasa y 2-deshidro-3-desoxi-D-glucarato tartronato-semialdehído-liasa . Esta enzima participa en el metabolismo de ascorbato y aldarato .
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