La bisfosfoglicerato mutasa (BPGM) es una enzima exclusiva de los eritrocitos y las células placentarias . [2] Es responsable de la síntesis catalítica de 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG) a partir de 1,3-bisfosfoglicerato . BPGM también tiene una función mutasa y una fosfatasa , pero estas son mucho menos activas, en contraste con su primo glucolítico, fosfoglicerato mutasa (PGM), que favorece estas dos funciones, pero también puede catalizar la síntesis de 2,3-BPG a una menor grado.
bisfosfoglicerato mutasa | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
CE no. | 5.4.2.4 | |||||||
No CAS. | 37211-69-1 | |||||||
Bases de datos | ||||||||
IntEnz | Vista IntEnz | |||||||
BRENDA | Entrada BRENDA | |||||||
FÁCIL | NiceZyme vista | |||||||
KEGG | Entrada KEGG | |||||||
MetaCyc | camino metabólico | |||||||
PRIAM | perfil | |||||||
Estructuras PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | |||||||
Ontología de genes | AmiGO / QuickGO | |||||||
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2,3-bisfosfoglicerato mutasa | ||||||
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Identificadores | ||||||
Símbolo | BPGM | |||||
Gen NCBI | 669 | |||||
HGNC | 1093 | |||||
OMIM | 222800 | |||||
RefSeq | NM_001724 | |||||
UniProt | P07738 | |||||
Otros datos | ||||||
Número CE | 5.4.2.4 | |||||
Lugar | Chr. 7 q31-q34 | |||||
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Distribución de tejidos
Debido a que la función principal de la bifosfoglicerato mutasa es la síntesis de 2,3-BPG, esta enzima se encuentra solo en eritrocitos y células placentarias . [2] En la glucólisis , convertir 1,3-BPG en 2,3-BPG sería muy ineficaz, ya que solo agrega otro paso innecesario. Dado que el papel principal del 2,3-BPG es cambiar el equilibrio de la hemoglobina hacia el estado desoxi, su producción solo es realmente útil en las células que contienen hemoglobina-eritrocitos y células placentarias.
Función
El 1,3-BPG se forma como intermedio en la glucólisis . BPGM luego toma esto y lo convierte en 2,3-BPG, que cumple una función importante en el transporte de oxígeno . El 2,3-BPG se une con alta afinidad a la hemoglobina, provocando un cambio conformacional que resulta en la liberación de oxígeno. Los tejidos locales pueden entonces recoger el oxígeno libre. Esto también es importante en la placenta, donde la sangre materna y fetal se encuentran tan cerca. Con la placenta produciendo 2,3-BPG, se libera una gran cantidad de oxígeno de la hemoglobina materna cercana, que luego puede disociarse y unirse con la hemoglobina fetal, que tiene una afinidad mucho menor por el 2,3-BPG. [2]
Estructura
General
BPGM es un dímero compuesto por dos subunidades de proteínas idénticas, cada una con su propio sitio activo. Cada subunidad consta de seis cadenas β, β AF y diez hélices α, α 1-10. La dimerización se produce a lo largo de las caras de β C y α 3 de ambos monómeros. [1] BPGM es aproximadamente 50% idéntico a su contraparte PGM, con los principales residuos del sitio activo conservados en casi todas las PGM y BPGM. [1]
Residuos importantes
- His 11 : el nucleófilo de la reacción 1,2-BPG a 1,3-BPG. Gira hacia adelante y hacia atrás con la ayuda de His-188 para ponerse en línea y atacar el grupo fosfato 1 '. [3]
- His-188: participa en la estabilidad general de la proteína, [4] así como en la unión de hidrógeno al sustrato, como His-11, que tira a su posición catalítica.
- Arg 90 : aunque no participa directamente en la unión, este residuo cargado positivamente es esencial para la estabilidad general de la proteína. Puede sustituirse por lisina con poco efecto sobre la catálisis. [4]
- Cys 23 : tiene poco efecto sobre la estructura general, pero gran efecto sobre la reactividad de la enzima. [5]
2-3 Bisfosfoglicerato en el sitio activo de bisfosfoglicerato mutasa. Representados y etiquetados están los residuos que ayudan a mantener el sustrato en su lugar: Arg 10 , Arg 62 , Arg 100 , Arg 116 , Arg 117 , His 11 , His 188 , Tyr 92 , Asn 190 , Glu 89 .
Representación bidimensional de todos los residuos en el sitio activo que ayudan a mantener el sustrato en la posición adecuada para la mutación. [3]
Mecanismo de conversión de 1-3BPG a 2-3 BPG. [3]
Mecanismo de catálisis
El 1,3-BPG se une al sitio activo , lo que provoca un cambio conformacional , en el que la hendidura alrededor del sitio activo se cierra sobre el sustrato , bloqueándolo de forma segura en su lugar. [3] El 1,3-BPG forma una gran cantidad de enlaces de hidrógeno con los residuos circundantes, muchos de los cuales están cargados positivamente, lo que restringe severamente su movilidad. Su rigidez sugiere una asociación muy entálpicamente impulsada. Los cambios conformacionales hacen que His 11 gire, parcialmente ayudado por la unión de hidrógeno a His 188 . Su 11 se pone en línea con el grupo fosfato y luego pasa por un mecanismo S N 2 en el que His 11 es el nucleófilo que ataca al grupo fosfato. [3] El grupo hidroxi 2 'ataca al fosfato y lo elimina de His 11 , creando así 2,3-BPG.
Referencias
- ^ a b c PDB : 1T8P ; Wang Y, Wei Z, Bian Q, Cheng Z, Wan M, Liu L, Gong W (septiembre de 2004). "Estructura cristalina de bifosfoglicerato mutasa humana" . J. Biol. Chem . 279 (37): 39132–8. doi : 10.1074 / jbc.M405982200 . PMID 15258155 .
- ^ a b c Pritlove DC, Gu M, Boyd CA, Randeva HS, Vatish M (agosto de 2006). "Expresión placentaria novedosa de 2,3-bisfosfoglicerato mutasa". Placenta . 27 (8): 924–7. doi : 10.1016 / j.placenta.2005.08.010 . PMID 16246416 .
- ^ a b c d e Wang Y, Liu L, Wei Z, Cheng Z, Lin Y, Gong W (diciembre de 2006). "Viendo el proceso de fosforilación de histidina en bifosfoglicerato mutasa humana" . J. Biol. Chem . 281 (51): 39642–8. doi : 10.1074 / jbc.M606421200 . PMID 17052986 .
- ^ a b Garel MC, Lemarchandel V, Calvin MC, Arous N, Craescu CT, Prehu MO, Rosa J, Rosa R (abril de 1993). "Residuos de aminoácidos implicados en el sitio catalítico de la mutasa de bisfosfoglicerato de eritrocitos humanos. Consecuencias funcionales de las sustituciones de His10, His187 y Arg89" . EUR. J. Biochem . 213 (1): 493–500. doi : 10.1111 / j.1432-1033.1993.tb17786.x . PMID 8477721 .
- ^ Ravel P, Craescu CT, Arous N, Rosa J, Garel MC (mayo de 1997). "Papel crítico de la mutasa de bisfosfoglicerato humana Cys22 en el sitio de unión del activador de la fosfatasa" . J. Biol. Chem . 272 (22): 14045–50. doi : 10.1074 / jbc.272.22.14045 . PMID 9162026 .
Otras lecturas
- Fujita T; et al. (1 de diciembre de 1998). "Mutasa de bisfosfoglicerato de eritrocitos humanos: inactivación por glicación in vivo e in vitro". J Biochem . 124 (6): 1237–44. doi : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a022243 . PMID 9832630 .
enlaces externos
- Bisfosfoglicerato mutasa en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- EC 5.4.2.4