El homogentisato 1,2-dioxigenasa ( ácido homogentísico oxidasa , homogentisato oxidasa , homogentisicasa ) es una enzima que cataliza la conversión del homogentisato en 4-maleylacetoacetato . El homogentisato 1,2-dioxigenasa o HGD interviene en el catabolismo de los anillos aromáticos, más concretamente en la degradación de los aminoácidos tirosina y fenilalanina . [1]La HGD aparece en la ruta metabólica de la degradación de la tirosina y la fenilalanina una vez que se produce el homogentisato de la molécula. El homogentisato reacciona con la HGD para producir acetoacetato de malilo, que luego se utiliza en la vía metabólica. HGD requiere el uso de Fe 2+ y O 2 para escindir el anillo aromático del homogentisato. [2]
homogentisato 1,2-dioxigenasa | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
CE no. | 1.13.11.5 | |||||||
No CAS. | 9029-49-6 | |||||||
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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homogentisato 1,2-dioxigenasa (homogentisato oxidasa) | ||||||
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Identificadores | ||||||
Símbolo | HGD | |||||
Alt. simbolos | AKU | |||||
Gen NCBI | 3081 | |||||
HGNC | 4892 | |||||
OMIM | 607474 | |||||
RefSeq | XM_001125882 | |||||
UniProt | Q93099 | |||||
Otros datos | ||||||
Número CE | 1.13.11.5 | |||||
Lugar | Chr. 3 q21-q23 | |||||
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Sitio activo enzimático
El sitio activo de Homogentisato 1,2-dioxigenasa se determinó a través de la estructura cristalina, que fue capturada a través del trabajo de Titus et al. [1] A través de la estructura cristalina, se encontró que el sitio activo contenía los siguientes residuos; His292, His335, His365, His371 y Glu341.
El homogentisato se une en el sitio activo a Glu341, His335 e His371 a través del átomo de Fe2 +. El His292 se une al grupo hidroxilo del anillo aromático. His365 se une a Glu341 mediante enlaces de hidrógeno para estabilizar las cadenas laterales de aminoácidos.
Patología
Homegentisate 1,2 dioxigenasa está involucrado en un tipo de enfermedades metabólicas, llamadas alcaptonuria . Este trastorno se debe a la incapacidad del organismo para lidiar con el homogentisato, que al ser oxidado por el organismo producirá el compuesto conocido como pigmento ocronótico , que provoca un color negro y tiene varios efectos negativos. [ cita requerida ] Este primero de estos efectos es que la cera del paciente comenzará a volverse negra o roja, depende de la dieta del paciente, ya que la sangre se oxida y por lo tanto se vuelve negra debido al exceso de pigmento ocronótico. El otro efecto del pigmento ocronótico es que puede acumularse en el tejido conectivo del cuerpo y provocar artritis degenerativa a medida que la persona envejece. [2] La alcaptonuria tiene otro efecto, ya que también puede hacer que la orina se vuelva negra si se deja reposar el tiempo suficiente para oxidarse, aunque este suele ser un método para evaluar el defecto genético. La enfermedad metabólica es autosómica recesiva , de modo que ambos padres deben transmitir el gen a sus hijos para que el niño tenga el defecto. [ cita requerida ]
Mecanismo
Borowski y col. proponen un mecanismo para la DAG en su artículo publicado en el Journal of the American Chemistry. Basan su mecanismo en los resultados de cálculos híbridos de DFT con funciones B3LYP utilizando los programas Gaussian03 y Jaguar . La apertura del anillo aromático en homogentisato es un proceso de varios pasos. En los dos primeros pasos, Fe 2+ se coordina con los oxígenos de carbonilo y orto fenol. El átomo de hierro también está coordinado con His335, His371 y Glu341. A continuación, el O 2 se une al átomo de hierro. [2] posteriormente reacciona con el anillo aromático para formar un intermedio con puente peroxo.
En el siguiente paso, el O 2 se escinde con la formación de un epóxido . Este intermedio epóxido permite que las reacciones radicales eventualmente abran y oxiden el anillo de seis miembros.
Referencias
- ^ a b Titus GP, Mueller HA, Burgner J, Rodríguez De Córdoba S, Peñalva MA, Timm DE (julio de 2000). "Estructura cristalina de la dioxigenasa homogentisato humana". Biología estructural de la naturaleza . 7 (7): 542–6. doi : 10.1038 / 76756 . hdl : 10261/71724 . PMID 10876237 . S2CID 6219553 .
- ^ a b c Borowski T, Georgiev V, Siegbahn PE (diciembre de 2005). "Mecanismo de reacción catalítica de homogentisato dioxigenasa: un estudio híbrido DFT". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 127 (49): 17303–14. doi : 10.1021 / ja054433j . PMID 16332080 .
enlaces externos
- Entrada de GeneReviews / NCBI / NIH / UW sobre Alcaptonuria
- Entradas OMIM sobre alcaptonuria
- Homogentisato + 1,2-dioxigenasa en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .