Sulfito Osidoreductuasi – Wikipedia

Posted on by
before-content-x4

Z Wikipedii, Liberade Libera.

after-content-x4

. Sulfito oksydaza Jest to enzym, który katalizuje utlenianie siarczanu w siarczanach zgodnie z następującą reakcją:

WIĘC 3 2- + O 2 + H 2 O ⇄ WIĘC 4 2- + H 2 O 2

Enzym jest częścią jednojądrzastej rodziny Molybus-Eenzyme. U człowieka sulfit oksydazy reprezentuje jedyny niezbędny enzym zidentyfikowany przez tę rodzinę [Pierwszy] . Grupa sulfitu oksydazy składa się z dwóch podklas w oparciu o ich zdolność do przenoszenia elektronów do tlenu cząsteczkowego [2] , Sulfit oksydazy (wiem, stwierdzony u zwierząt i roślin) i sulfit dehydrogenazy (SDH, znaleziony w bakteriach).

U zwierząt katalizowana reakcja katalizuje się z SO jest fizjologicznie niezbędne. Reprezentuje ostateczne przejście w degradacji oksydacyjnej aminokwasów zawierających siarkę, cysteinę i metioninę, fundamentalną dla detoksykacji nadmiaru siarczanu. Niedobór SO jest śmiertelna choroba genetyczna, która prowadzi do wczesnej śmierci, podczas gdy zmieniona aktywność wiąże się z neurotoksycznością siarczkową.

Oksydaza Sulfito jest niezbędna w ostatnim stadium metabolizacji aminokwasów zawierających siarkę, takich jak cysteina i metionina. Brak funkcjonalnego sulfitu oksydazy powoduje chorobę znaną jako niedobór sulfitu oksydazy. Ta rzadka, ale śmiertelna choroba powoduje zaburzenia neurologiczne, upośledzenie umysłowe, wady fizyczne, degradację mózgu i śmierć. Przyczyna braku funkcjonalnego sulfitu oksydazy może wywodzić się z mutacji punktowej w enzymie lub defekcie genetycznym, która prowadzi do braku kofaktoru molibdopterinowego [3] . Oba powodują niebezpieczny wzrost stężenia siarczku w płynach ustrojowych. Mutacja punktowa zagraża strukturze enzymu i doradztwa utleniania siarczanu. Niedobór produktu Molybdenum jest spowodowany zaburzeniem w jego biosyntezy. Oprócz nie -rytmowania sulfitu oksydazy obejmuje on również nieskrytowanie innych enzymów, takich jak oksydaza oksydory i oksydaza ksantyny. Chociaż trudno jest rozróżnić dwie formy braku siarczanu oksydazy, w niektórych przypadkach drugiej formy możliwa terapia polega na podaniu molibdato [4] [5] .

U zwierząt, które wiem, jest dimer, którego każdy monomer ma trzy domeny. Pierwsza domena (9 kDa) jest powiązana z EMP typu B (Domena EME, DE), drugi zawierający kofater Mobdeno (domena MOCO, DM) i trzecią domenę zaangażowaną w dimeryzację między dwoma monomerami. DE i DM są połączone elastyczną koronką połączenia około 10 aminokwasów [6] . W mechanizmie utleniania siarczku cytochrom C jest stosowany jako akceptor elektronów fizjologicznych [7] Oprócz tlenu.

W przeciwieństwie do zachowanej architektury enzymów kręgowców i warzyw, bakteryjne enzymy utleniające są znacznie bardziej zróżnicowane pod względem struktury. Zidentyfikowano struktury heterodimeryczne, homodimeryczne, a nawet monomeryczne, wszystkie zawsze zawierają MOCO i grupę EME.
Jednak struktura jest tak samo powszechnie jak w przypadku heterodimeru dehydrogenazy Aβ, składającą się z podjednostki zawierającej MOCO i jedną zawierającą A C552 . Naturalnym akceptorem elektronów dla SDH wydaje się być cytochrom C550, jak zaobserwowano dla tego wynikającego z tego Thiobacillus nuncellus [8] [9] .

after-content-x4

Warzywo, jak to z Arabidopsis thaliana , składa się w prostej dziedzinie wiążącej MOCO, podczas gdy domena zawierająca EME jest całkowicie nieobecna [dziesięć] [11] . Wykazano, że tlen działa jako końcowa akceptacja elektronów dla warzyw, więc [dwunasty] [13] .

Różne struktury enzymów utleniających. Grupa MOCO jest pokazana na zielono i grupę EME w kolorze zielonym. Monomery obecne w strukturach są kolorowe inaczej.

Struktura siarczanu oksydazy z kurczaka, przykład Sulfit oksydazy zwierzęcy

Struktura dezhydrogenazy sulfitu Powieść Starkeya , przykład Bakteryjna dezhydrogenaza

Struktura sulfitu oksydaasi Arabidopsis thaliana , przykład Sulfit oksydazy roślinnej

Cykl katalityczny siarczanu oksydazy.
Animacja cyklu katalitycznego siarczanu oksydazy zwierzęcej, dla jasności pokazano tylko jeden monomer

Sulfit utlenia się w siarczanie do MOCO CO -COFORTOR, a równoważniki zmniejszające są przenoszone do hemu, co z kolei zmniejsza końcowy transporter elektronów, cytokromo C [14] [15] [16] . Redukcyjna półselitowa sekwencja katalityczna obejmuje reakcję utlenionego enzymu z sulfitem w celu wytworzenia enzymu zmniejszonego i siarczanu, podczas gdy oksydacyjna półsenizacja obejmuje reakcję sulfitu oksydazy z cytokraromem C W celu uzyskania utlenionego enzymu i zmniejszonego cytokromo C . Podczas gdy utlenianie siarczku odbywa się z przeniesieniem 2 elektronów, wypełnienie MOCO MOCO ma miejsce za pomocą dwóch kolejnych 1 transferów elektronicznych z 1 elektronu przez AME do wewnątrzcząsteczkowego transferu elektronicznego (TEI). Przeniesienie między cytokromo C A EME siarczanu oksydazy to tylko 1 elektron na raz.

Redukcyjna pół -siódźność rozpoczyna się od reakcji Mo (VI), w całkowicie utlenionym SO, z siarczkiem do wytwarzania siarczanu. Przejściowa postać MO (IV) / Fe (III) poprzez wewnątrzcząsteczkowe transfer elektroniczny (TEI) generuje formę MO (V) / Fe (II) [17] . Oksydacyjne pół -siódeniowe powoduje powstanie zmniejszonej postaci, Mo (V) / Fe (III) poprzez przeniesienie elektronu do cytochromu C egzogenny. Drugi TEI, tworzący MO (VI) / Fe (II), a następnie drugi odpowiednik cytokromo równoważnika C regeneruje enzym całkowicie utleniony w stanie Mo (VI) / Fe (III).

Aby przeprowadzić cykl katalityczny, siarczan z oksydazy zwierzęce wymaga przegrupowania strukturalnego. Produktywna orientacja musi nastąpić przed TEI, co sugeruje, że centra zawierające MO i FE wymagają delikatnego i precyzyjnego pozycjonowania do orientacji i podejścia pary redoks. Elastyczne dopasowanie między dwiema domenami stanowiącym białko zapewnia domenę EME (DE) mobilność niezbędną do umożliwienia jej ujemnej obciążonej twarzy oddziaływania elektrostatycznie z dodatnim obciążeniem domeny MOCO (DM). Po wystąpieniu TEI DE odchodzi od DM, aby oddziaływać z cytochromem C dodatnio załadowane. Wydaje się, że elastyczność gwarantuje zarówno śródmorowe przeniesienie elektronów.
Na szybkość reakcji w TEI wpływają różne czynniki, takie jak jony CL – , WIĘC 4 2- e po 4 3- które mają różne efekty hamujące [18] , on Ph [6] i siła jonowa [19] które określają interakcje ładunku i lepkość [20] co prawdopodobnie warunkuje mobilność domen.

W przeciwnym do bakteryjnym SDH heterodimer obejmujący podjednostki MOCO i EME są wiążące i zajmują ustalone pozycje podczas katalizy [8] .

  1. ^ R. Hille, Jednojądrowe enzymy molibdenu , W Recenzje chemiczne , t. 96, 1996, s. 2757-2816, dwa: 10.1021/CR950061T .
  2. ^ Russ Hille, Enzymy molibdenu zawierające kofaktor piranopterinowy: przegląd , W Jony metali w systemach biologicznych , tom. 39, 2002, s. 187-226, ISSN 0161-5149 ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano się z 7 czerwca 2011 r. .
  3. ^ Karakas E, detaliczny C, Analiza strukturalna mutacji missense powodujących izolowany niedobór oksydazy siarczkowej , W Transakcje Dalton , N. 21, listopad 2005, s. 3459-63, doi: 10.1039/B505789m , PMID 16234925 .
  4. ^ Witkowski, Prokop: „Lexicon of the Syndromes and Madformations, 7. edycja” Springer, Berlin – Heidelberg 2003
  5. ^ Orfanet: Encefalopatia spowodowana niedoborem oksydazy siarczkowej.
  6. ^ A B A. Pacheco, J. T. Hazzard, G. Tollin, J. H. Endark, Zależność pH wewnątrzcząsteczkową szybkości transferu elektronów w oksydazie siarczkowej przy wysokich i niskich stężeniach anionów , W Journal of Biological Inorganic Chemistry , tom. 4, n. 4, 1999-08, s. 390-401, ISSN 0949-8257 ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano się z 19 maja 2011 r. .
  7. ^ C świątynia, t n graf, k v rajagopalan, Optymalizacja ekspresji ludzkiej oksydazy siarczkowej i jej domeny molibdenu , W Archiwa biochemii i biofizyki , tom. 383, n. 2, 15 listopada 2000, s. 281-287, doi: 10.1006/Abbi.2000.2089 , ISSN 0003-9861 ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano się z 24 czerwca 2011 r. .
  8. ^ A B Ulrike Kappler, Brian Bennett, Jörg Rethmeier, Günter Schwarz, Rainer Deutzmann, Alistair G. McEwan, Christiane Dahl, Sulfit: oksydoreduktaza cytochromu C z tiobacillus novellus. Oczyszczanie, charakterystyka i biologia molekularna heterodimerycznego elementu rodziny oksydazy siarczkowej. , W The Journal of Biological Chemistry , tom. 275, n. 18, 2000, s. 13202-13212.
  9. ^ Ulrike Kappler, Susan Bailey, Molekularne podstawy wewnątrzcząsteczkowego transferu elektronów w enzymach utleniających siarkę jest ujawniane przez strukturę wysokiej rozdzielczości heterodimerycznego kompleksu katalitycznego podjednostki molibdopteriny i podjednostki cytochromu typu C i podjednostki typu C typu C. , W Journal of Biological Chemistry , tom. 280, n. 26, 1 lipca 2005 r., S. 2499-25007, doi: 10.1074/jbc.M503237200 . URL skonsultowano się z 25 sierpnia 2010 .
  10. ^ T Eilers, G Schwarz, H Brinkmann, C Witt, T Richter, J Nieder, B Koch, R Hille, R Hänsch, R R Mendel, Identyfikacja i charakterystyka biochemiczna oksydazy siarczkowej Arabidopsis thaliana. Nowy gracz w metabolizmie siarki roślinnej , W The Journal of Biological Chemistry , tom. 276, n. 50, 14 grudnia 2001 r., Pp. 46989-46994, doi: 10.1074/jbc.M108078200 , ISSN 0021-9258 ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano się z 14 czerwca 2011 r. .
  11. ^ Nils Schrader, Katrin Fischer, Karsten Theis, Ralf R Mendel, Günter Schwarz, Caroline Coreker, Struktura krystaliczna oksydazy siarczku roślinnego zapewnia wgląd w utlenianie siarczka u roślin i zwierząt , W Struktura , tom. 11, n. 10, 2003-10, s. 1251-1263, ISSN 0969-2126 ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano się z 14 czerwca 2011 r. .
  12. ^ Robert Hänsch, Christina Lang, Erik Riebeseel, Rainer Lurf, Arthur Gessler, Heinz Rennenberg, Ralf R Mendel, Oksydaza roślinna jako nowatorski producent H2O2: kombinacja katalizy enzymu z późniejszym etapem reakcji nieenzymatycznej , W The Journal of Biological Chemistry , tom. 281, n. 10, 10 marca 2006 r., S. 6884-6888, doi: 10.1074/jbc.M513054200 , ISSN 0021-9258 ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano się z 14 czerwca 2011 r. .
  13. ^ Robert S Byrne, Robert Hänsch, Ralf R Mendel, Russ Hille, Oksydacyjna połowa reakcji oksydazy siarczkowej Arabidopsis thaliana: wytwarzanie nadtlenku przez enzym peroksysomalny , W The Journal of Biological Chemistry , tom. 284, n. 51, 18 grudnia 2009, s. 35479-35484, doi: 10.1074/jbc.M109.067355 , ISSN 1083-351X ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano się z 15 czerwca 2011 r. .
  14. ^ M. S. Brody, R. Hille, Reakcja oksydazy siarczku wątroby z kurczaka z dimetylosulfitem , W Biochemia i biofizyka akta , Tom. 1253, n. 2, 6 grudnia 1995 r., S. 10-1 133-135, ISSN 0006-3 ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano się z 15 czerwca 2011 r. .
  15. ^ M. S. Brody, R. Hille, Kinetyczne zachowanie oksydazy siarczkowej z kurczaka , W Biochemia , tom. 38, n. 20, 18 maja 1999 r., S. 6668-6677, doi: 10.1021/bi9902539 , ISSN 0006-2960 ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano się z 15 czerwca 2011 r. .
  16. ^ Russ Hille, Jednojądrowe enzymy molibdenu , W Recenzje chemiczne , tom. 96, n. 7, 1 stycznia 1996 r., S. 2757-2816, doi: 10.1021/CR950061T . URL skonsultowano się z 6 kwietnia 2010 r. .
  17. ^ Andrei przeciwko Astashkin, Arnold M Raitsimring, Changjian Feng, Jean L Johnson, K przeciwko Rajagopalan, John H Endark, Badania EPR pulsacyjnych niemiecalnych protonów w pobliżu centrum oksydazy siarczkowej MO (V): bezpośrednie wykrywanie alfa-protonu skoordynowanej reszty cysteinylowej i implikacje strukturalne dla miejsca aktywnego , W Journal of the American Chemical Society , tom. 124, n. 21, 29 maja 2002 r., Pp. 6109-6118, ISSN 0002-7863 ( toaleta · ACNP ) . URL skonsultowano 16 czerwca 2011 r. .
  18. ^ E.P. Sullivan Jr., Hazzard, J.T., Tollin, G., Endark, J.H., Transfer elektronów w oksydazie siarczku: wpływ pH i anionów na przejściową kinetykę. , W Biochemia , N. 32, 1993, s. 12465-12470.
  19. ^ Stefano Frasca, Oscar Rojas, Johannes Salewski, Bettina Neumann, Konstanze Stiba, Inez M. Weidinger, Brigitte Tiersch, Silke Leimkühler, Joachim Koetz, Ulla Wollenberger, Elektrokemia ludzkiej oksydazy siarczkowej na elektrodzie zmodyfikowanej nanocząstek złota , W Bielectrochemistry , t. 87, 2012, s. 33–41, dwa: 10.1016 / j.biokeech.2011.012 .
  20. ^ Changjian Feng, Rohit V. Kedia, James T. Hazzard, John K. Hurley, Gordon Tollin E John H. Endark, Wpływ lepkości roztworu na wewnątrzcząsteczkowe transfer elektronów w oksydazie siarczkowej , W Biochemia , tom. 41, n. 18, 2022, s. 5816-5821.

after-content-x4