La isopentenil pirofosfato isomerasa ( IPP isomerasa ), también conocida como isopentenil difosfato delta isomerasa , [1] es una isomerasa que cataliza la conversión del isopentenil pirofosfato (IPP) relativamente no reactivo en el electrófilo dimetilalil pirofosfato más reactivo (DMAPP). Esta isomerización es un paso clave en la biosíntesis de isoprenoides a través de la vía del mevalonato y la vía MEP .
isopentenil-difosfato delta-isomerasa | ||||||||
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![]() Octámero de isopentenil-difosfato delta isomerasa, Thermus thermophilus | ||||||||
Identificadores | ||||||||
CE no. | 5.3.3.2 | |||||||
No CAS. | 9033-27-6 | |||||||
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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Isopentenil-pirofosfato delta isomerasa 1 | ||||||
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Identificadores | ||||||
Símbolo | IDI1 | |||||
Gen NCBI | 3422 | |||||
HGNC | 5387 | |||||
OMIM | 604055 | |||||
RefSeq | NM_004508 | |||||
UniProt | Q13907 | |||||
Otros datos | ||||||
Número CE | 5.3.3.2 | |||||
Lugar | Chr. 10 p15.3 | |||||
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- difosfato de isopentenilo difosfato de dimetilalilo
Esta enzima pertenece a la familia de las isomerasas , específicamente aquellas oxidorreductasas intramoleculares que transponen enlaces C = C. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es isopentenil-difosfato Delta3-Delta2-isomerasa . Otros nombres de uso común incluyen isopentenilpirofosfato delta-isomerasa , metilbutenilpirofosfato isomerasa e isopentenilpirofosfato isomerasa . [2] [3] [4]
Mecanismo enzimático
La isomerasa de IPP cataliza la isomerización de IPP a DMAPP mediante una transposición antarafacial de hidrógeno . [5] [6] La evidencia empírica sugiere que esta reacción procede por un mecanismo de protonación / desprotonación , con la adición de un protón al re- revestimiento del doble enlace C 3- C 4 inactivado dando como resultado un carbocatión intermedio transitorio . [7] [8] La eliminación del protón pro-R de C 2 forma el doble enlace C 2 -C 3 de DMAPP.
![IPP isomerase mechanism](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/0/04/IPP_Delta_Isomerase_Mechanism.png)
Estructura enzimática
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/8/8a/IPP_isomerase_structure_with_active_sites_highlighted.png/220px-IPP_isomerase_structure_with_active_sites_highlighted.png)
Los estudios cristalográficos han observado que la forma activa de IPP isomerasa es un monómero con hélices α y láminas β alternas . [9] [10] El sitio activo de la IPP isomerasa está profundamente enterrado dentro de la enzima y consiste en un residuo de ácido glutámico y un residuo de cisteína que interactúan con lados opuestos del sustrato de IPP , de acuerdo con la estereoquímica antarafacial de isomerización. [9] [11] El origen del paso de protonación inicial no se ha establecido de manera concluyente. La evidencia reciente sugiere que el residuo de ácido glutámico está involucrado en la etapa de protonación a pesar de la observación de que su cadena lateral de ácido carboxílico está estabilizada en su forma carboxilato . [12] Esta discrepancia se ha abordado mediante el descubrimiento de una molécula de agua en el sitio activo de la isomerasa de IPP humana, lo que sugiere un mecanismo en el que el residuo de glutamina polariza el doble enlace de IPP y lo hace más susceptible a la protonación por el agua. [13]
La isomerasa IPP también requiere un catión divalente para plegarse en su conformación activa. La enzima contiene varios aminoácidos , incluido el glutamato catalítico, que participan en la coordinación con Mg 2+ o Mn 2+ . [9] [14] La coordinación del catión metálico con el residuo de glutamato estabiliza el intermedio de carbiocación después de la protonación.
Estudios estructurales
A finales de 2007, se han resuelto 25 estructuras para esta clase de enzimas, con códigos de acceso PDB 1HX3 , 1HZT , 1I9A , 1NFS , 1NFZ , 1OW2 , 1P0K , 1P0N , 1PPV , 1PPW , 1PVF , 1Q54 , 1R67 , 1VCF , 1VCG , 1X83 , 1X84 , 2B2K , 2DHO , 2G73 , 2G74 , 2I6K , 2ICJ , 2ICK y 2PNY .
Función biológica
La protonación de un doble enlace inactivado rara vez se ve en la naturaleza, lo que destaca el mecanismo catalítico único de la isomerasa IPP. La isomerización de IPP a DMAPP es un paso crucial en la síntesis de isoprenoides y derivados de isoprenoides, compuestos que desempeñan funciones vitales en las vías biosintéticas de todos los organismos vivos. [15] Debido a la importancia de la vía del melavonato en la biosíntesis de isoprenoides, la isomerasa IPP se encuentra en una variedad de compartimentos celulares diferentes, incluidos los plástidos y las mitocondrias de mamíferos . [dieciséis]
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Mevalonate_pathway.png/350px-Mevalonate_pathway.png)
Relevancia de la enfermedad
Las mutaciones en IDI1 , el gen que codifica la isomerasa 1 de IPP, se han implicado en la disminución de la viabilidad en varios organismos, incluida la levadura Saccharomyces cerevisiae , el nematodo Caenorhabditis elegans y la planta Arabidopsis thaliana . [17] [18] [19] Si bien no ha habido evidencia que implique directamente mutaciones IDI1 en enfermedades humanas, el análisis genómico ha identificado una ganancia en el número de copias cerca de dos genes de isomerasa IPP en una proporción sustancial de pacientes con esclerosis lateral amiotrófica esporádica , lo que sugiere que la isomerasa puede desempeñar un papel en esta enfermedad. [20]
Referencias
- ^ "IDI1 - Delta-isomerasa de isopentenil difosfato - Saccharomyces cerevisiae (cepa ATCC 204508 / S288c) (levadura de panadería) - proteína y gen IDI1" . UniProt . Consultado el 6 de junio de 2016 .
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enlaces externos
- isopentenildifosfato + delta-isomerasa en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .