Las molibdopterinas son una clase de cofactores que se encuentran en la mayoría de las enzimas que contienen molibdeno y todas las que contienen tungsteno . Los sinónimos de molibdopterina son: MPT y piranopterina-ditiolato. La nomenclatura de esta biomolécula puede resultar confusa: la molibdopterina en sí no contiene molibdeno; más bien, este es el nombre del ligando (una pterina ) que se unirá al metal activo. Después de que la molibdopterina finalmente forma un complejo con el molibdeno, el ligando completo generalmente se denomina cofactor de molibdeno .
![]() | |
Nombres | |
---|---|
Nombre IUPAC [2-amino-4-oxo-6,7-bis (sulfanil) -3,5,5 ~ {a}, 8,9 ~ {a}, 10-hexahidropirano [3,2-g] pteridin-8- il] metil dihidrógeno fosfato [1] | |
Identificadores | |
| |
Modelo 3D ( JSmol ) |
|
Malla | molibdopterina |
PubChem CID | |
| |
Propiedades | |
C 10H 10norte 5O 6PD 2 + Grupos R | |
Masa molar | 394,33 g / mol (R = H) |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
![]() ![]() ![]() | |
Referencias de Infobox | |
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/0/0c/Moco_Biosynthetic_Pathway.pdf/page1-440px-Moco_Biosynthetic_Pathway.pdf.jpg)
La molibdopterina consiste en una piranopterina, un heterociclo complejo que presenta una pirano fusionada con un anillo de pterina . Además, el anillo de pirano presenta dos tiolatos , que sirven como ligandos en molibdo y tungstoenzimas. En algunos casos, el grupo alquilfosfato se reemplaza por un nucleótido de alquil difosfato . Las enzimas que contienen el cofactor de molibdopterina incluyen xantina oxidasa , DMSO reductasa , sulfito oxidasa y nitrato reductasa .
Las únicas enzimas que contienen molibdeno que no contienen molibdopterinas son las nitrogenasas (enzimas que fijan nitrógeno). Estos contienen un centro de hierro-azufre de un tipo muy diferente, que también suele contener molibdeno. Sin embargo, si hay molibdeno, se une directamente a otros átomos de metal. [5]
Biosíntesis
A diferencia de muchos otros cofactores, el cofactor de molibdeno (Moco) no puede tomarse como nutriente. Por tanto, el cofactor requiere una biosíntesis de novo . La biosíntesis del cofactor de molibdeno ocurre en cuatro pasos: (i) la ciclación mediada por radicales del nucleótido, guanosina trifosfato (GTP), a (8S) -3 ', 8-ciclo-7,8-dihidroguanosina 5'-trifosfato ( 3', 8-cH 2 GTP ), (ii) la formación de monofosfato de piranopterina cíclico (cPMP) a partir del 3 ', 8-cH 2 GTP , (iii) la conversión de cPMP en molibdopterina (MPT), (iv) la inserción de molibdato en MPT para formar Moco. [6] [7]
Dos reacciones mediadas por enzimas convierten el trifosfato de guanosina en el fosfato cíclico de piranopterina. Una de estas enzimas es un radical SAM , una familia de enzimas que a menudo se asocian con las reacciones de formación de enlaces C — X (X = S, N). [8] [7] [6] Esta piranopterina intermedia se convierte luego en molibdopterina mediante la acción de tres enzimas más. En esta conversión, se forma el eneditiolato, aunque se desconocen los sustituyentes del azufre. El azufre se transporta desde el persulfuro de cisteinilo de una manera que recuerda a la biosíntesis de proteínas de hierro-azufre . El monofosfato se adenila (acoplado a ADP) en un paso que activa el cofactor hacia la unión de Mo o W. Estos metales se importan como sus oxianiones, molibdato y tungstato .
En algunas enzimas, como la xantina oxidasa , el metal se une a una molibdopterina, mientras que en otras enzimas, por ejemplo, la DMSO reductasa , el metal se une a dos cofactores de molibdopterina. [9]
Los modelos para los sitios activos de las enzimas enzimas que contienen molibdopterina se basan en una clase de ligandos conocidos como ditiolenos . [10]
Derivados de tungsteno
Algunas oxidorreductasas bacterianas usan tungsteno de manera similar al molibdeno usándolo en un complejo de tungsteno- pterina , con molibdopterina. Por tanto, la molibdopterina puede formar complejos con molibdeno o tungsteno. Las enzimas que utilizan tungsteno normalmente reducen los ácidos carboxílicos libres a aldehídos. [11]
La primera enzima que requiere tungsteno que se descubra también requiere selenio (aunque se desconoce la forma precisa). En este caso, se ha especulado que el par tungsteno-selenio funciona de manera análoga al par molibdeno-azufre de algunas enzimas que requieren cofactor de molibdeno. [12] Aunque se ha descubierto que una xantina deshidrogenasa bacteriana que contiene tungsteno contiene tungsteno-molibdopterina y también selenio no unido a proteínas (eliminando así la posibilidad de selenio en selenocisteína o selenometionina ), un complejo de tungsteno-selenio molibdopterina no lo ha hecho. ha sido descrito definitivamente. [13]
Enzimas que usan molibdopterina
Las enzimas que utilizan molibdopterina como cofactor o grupo protésico se indican a continuación. [5] La molibdopterina es un:
- Cofactor de: xantina oxidasa , DMSO reductasa , sulfito oxidasa , nitrato reductasa , etilbenceno deshidrogenasa , gliceraldehído-3-fosfato ferredoxina oxidorreductasa , arseniato reductasa respiratoria , monóxido de carbono deshidrogenasa , aldehído oxidasa .
- Grupo protésico de: formiato deshidrogenasa , purina hidroxilasa , tiosulfato reductasa .
Ver también
- Deficiencia de cofactor de molibdeno , una enfermedad genética.
- MOCOS , cofactor sulfurasa de molibdeno
- MOCS1 , MOCS2 , MOCS3 , GEPH
Referencias
- ^ "HPEUEJRPDGMIMY-UHFFFAOYSA-N" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 4 de febrero de 2019 .
Nombre IUPAC [2-amino-4-oxo-6,7-bis (sulfanil) -3,5,5 ~ {a}, 8,9 ~ {a}, 10-hexahidropirano [3,2-g] pteridin- 8-il] metil dihidrogenofosfato
- ^ "HPEUEJRPDGMIMY-UHFFFAOYSA-N" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 4 de febrero de 2019 .
InChI InChI = 1S / C10H14N5O6PS2 / c11-10-14-7-4 (8 (16) 15-10) 12-3-6 (24) 5 (23) 2 (21-9 (3) 13-7) 1 -20-22 (17,18) 19 / h2-3,9,12,23-24H, 1H2, (H2,17,18,19) (H4,11,13,14,15,16)
- ^ "[2-Amino-4-oxo-6,7-bis (sulfanil) -3,5,5a, 8,9a, 10-hexahidropirano [3,2-g] pteridin-8-il] metil dihidrogenofosfato" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 4 de febrero de 2019 .
InChI = 1S / C10H14N5O6PS2 / c11-10-14-7-4 (8 (16) 15-10) 12-3-6 (24) 5 (23) 2 (21-9 (3) 13-7) 1- 20-22 (17,18) 19 / h2-3,9,12,23-24H, 1H2, (H2,17,18,19) (H4,11,13,14,15,16)
- ^ "HPEUEJRPDGMIMY-UHFFFAOYSA-N" . pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 4 de febrero de 2019 .
Clave InChI HPEUEJRPDGMIMY-UHFFFAOYSA-N
- ^ a b Estructura, síntesis, fórmula empírica para el di-sulfhidrilo. Archivado el 4 de junio de 2016 en Wayback Machine. Consultado el 16 de noviembre de 2009.
- ^ a b Hover BM, Tonthat NK, Schumacher MA, Yokoyama K (mayo de 2015). "Mecanismo de formación del anillo de piranopterina en la biosíntesis del cofactor de molibdeno" . Proc Natl Acad Sci USA . 112 (20): 6347–52. Código bibliográfico : 2015PNAS..112.6347H . doi : 10.1073 / pnas.1500697112 . PMC 4443348 . PMID 25941396 .
- ^ a b Hover BM, Loksztejn A, Ribeiro AA, Yokoyama K (abril de 2013). "Identificación de un nucleótido cíclico como intermedio críptico en la biosíntesis del cofactor de molibdeno" . J Am Chem Soc . 135 (18): 7019–32. doi : 10.1021 / ja401781t . PMC 3777439 . PMID 23627491 .
- ^ Mendel, RR; Leimkuehler, S. (2015). "La biosíntesis de los cofactores de molibdeno". JBIC, J. Biol. Inorg. Chem . 20 (2): 337–347. doi : 10.1007 / s00775-014-1173-y . PMID 24980677 . S2CID 2638550 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ Schwarz, G. y Mendel, RR (2006). "Biosíntesis del cofactor de molibdeno y enzimas de molibdeno". Revisión anual de biología vegetal . 57 : 623–647. doi : 10.1146 / annurev.arplant.57.032905.105437 . PMID 16669776 .
- ^ Kisker, C .; Schindelin, H .; Baas, D .; Rétey, J .; Meckenstock, RU; Kroneck, PMH (1999). "Una comparación estructural de enzimas que contienen cofactor de molibdeno" . FEMS Microbiol. Rev . 22 (5): 503–521. doi : 10.1111 / j.1574-6976.1998.tb00384.x . PMID 9990727 .
- ^ Lassner, Erik (1999). Tungsteno: Propiedades, Química, Tecnología del Elemento, Aleaciones y Compuestos Químicos . Saltador. págs. 409–411. ISBN 978-0-306-45053-2.
- ^ Stiefel, EI (1998). "Química del azufre del metal de transición y su relevancia para las enzimas de molibdeno y tungsteno" (PDF) . Pure Appl. Chem . 70 (4): 889–896. doi : 10.1351 / pac199870040889 . S2CID 98647064 .
- ^ Schräder T, Rienhöfer A, Andreesen JR (septiembre de 1999). "Xantina deshidrogenasa que contiene selenio de Eubacterium barkeri ". EUR. J. Biochem . 264 (3): 862–71. doi : 10.1046 / j.1432-1327.1999.00678.x . PMID 10491134 .