En biología molecular, la Beta-cetoacil-ACP sintasa EC 2.3.1.41 , es una enzima involucrada en la síntesis de ácidos grasos . Se utiliza típicamente la malonil-CoA como fuente de carbono para alargar ACP-encuadernados acilo especies, lo que resulta en la formación de ACP-bound β-ceto acilo especies tales como acetoacetil - ACP . [1]
La beta-cetoacil-ACP sintasa es una enzima altamente conservada que se encuentra en casi toda la vida en la tierra como un dominio en la sintasa de ácidos grasos (FAS). FAS existe en dos tipos, apropiadamente denominados tipo I y II. En animales , hongos y eucariotas inferiores , las beta-cetoacil-ACP sintasas constituyen uno de los dominios catalíticos de proteínas multifuncionales más grandes (tipo I), mientras que en la mayoría de los procariotas , así como en plastidios y mitocondrias , las beta-cetoacil-ACP sintasas son cadenas de proteínas separadas que suelen formar dímeros (tipo II). [1] [2] La beta-cetoacil-ACP sintasa III, quizás la más conocida de esta familia de enzimas, cataliza una condensación de Claisen entre acetil CoA y malonil ACP . La siguiente imagen revela cómo CoA encaja en el sitio activo como sustrato de la sintasa III.
Las beta-cetoacil-ACP sintasas I y II solo catalizan reacciones acil-ACP con malonil ACP. Las sintasas I y II son capaces de producir acil-ACP de cadena larga. Ambos son eficientes hasta acil-ACP con una cadena de 14 carbonos , momento en el que la sintasa II es la opción más eficiente para adiciones de carbono adicionales. El FAS de tipo I cataliza todas las reacciones necesarias para crear ácido palmítico , que es una función necesaria en los animales para los procesos metabólicos , uno de los cuales incluye la formación de esfingosinas . [1]
La beta-cetoacil-ACP sintasa se encuentra como componente de varios sistemas enzimáticos , incluida la sintetasa de ácidos grasos (FAS); la sintasa de ácido 6-metisalicílico multifuncional (MSAS) de Penicillium patulum , [3] que participa en la biosíntesis de un antibiótico policétido ; sistemas de enzima policétido antibiótico sintasa; La proteína Wa multifuncional Emericella nidulans , que participa en la biosíntesis del pigmento verde conidial ; Rhizobiumla proteína de nodulación nodE, que probablemente actúa como una beta-cetoacil sintasa en la síntesis de la cadena de acilo graso del factor Nod de nodulación ; y proteína mitocondrial de levadura CEM1.
La beta-cetoacil sintasa contiene dos dominios proteicos . El sitio activo está ubicado entre los dominios N- y C-terminales . El dominio N-terminal contiene la mayoría de las estructuras implicadas en la formación de dímeros y también la cisteína del sitio activo . Los residuos de ambos dominios contribuyen a la unión del sustrato y la catálisis [4]
En animales y en procariotas, la beta-cetoacil-ACP sintasa es un dominio en el FAS tipo I, que es un gran complejo enzimático que tiene múltiples dominios para catalizar múltiples reacciones diferentes. De manera análoga, la beta-cetoacil-ACP sintasa en plantas se encuentra en FAS tipo II; tenga en cuenta que se ha documentado que las sintasas en plantas tienen una variedad de especificidades de sustrato . [1] La presencia de cetoacil sintasas similares presentes en todos los organismos vivos apunta a un ancestro común . [5] Un examen más detallado de las beta-cetoacil-ACP sintasas I y II de E. coli reveló que ambas son homodiméricas, pero la sintasa II es un poco más grande. Sin embargo, aunque ambos están involucrados en el metabolismo de los ácidos grasos , también tienen una estructura primaria muy divergente . [6] En la sintasa II, cada subunidad consta de una hoja plisada beta de cinco hebras rodeada por múltiples hélices alfa , que se muestra en la imagen de la izquierda. Los sitios activos están relativamente cerca, separados sólo por unos 25 angstroms , y consisten en una bolsa mayoritariamente hidrófoba . [4] Ciertos experimentosTambién han sugerido la presencia de "túneles de transporte de ácidos grasos" dentro del dominio de la beta-cetoacil-ACP sintasa que conducen a una de las muchas "cavidades de ácidos grasos", que esencialmente actúa como el sitio activo. [7]