En enzimología , una peroxidasa NADH ( EC 1.11.1.1 ) es una enzima que cataliza la reacción química.
Peroxidasa NADH | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
CE no. | 1.11.1.1 | |||||||
No CAS. | 9032-24-0 | |||||||
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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- NADH + H + + H 2 O 2NAD + + 2 H 2 O
La supuesta función de la peroxidasa NADH es inactivar el H 2 O 2 generado dentro de la célula, por ejemplo por la glicerol-3-fosfato oxidasa durante el metabolismo del glicerol o la dismutación del superóxido , antes de que el H 2 O 2 dañe los componentes celulares esenciales. [1]
Los 3 substratos de esta enzima son NADH , H + , y H 2 O 2 , mientras que sus dos productos son NAD + y H 2 O . Emplea un cofactor , FAD , sin embargo, no se ha observado ningún intermedio FADH 2 discreto . [2]
Esta enzima pertenece a la familia de las oxidorreductasas , concretamente las que actúan sobre un peróxido como aceptor (peroxidasas). El nombre sistemático de esta clase de enzimas es NADH: oxidorreductasa de peróxido de hidrógeno . Otros nombres de uso común incluyen DPNH peroxidasa , NAD peroxidasa , difosfopiridina nucleótido peroxidasa , NADH-peroxidasa , nicotinamida adenina dinucleótido peroxidasa y NADH2 peroxidasa .
Estructura
La estructura cristalina de la peroxidasa NADH se asemeja a la glutatión reductasa con respecto al pliegue de la cadena y la ubicación, así como la conformación del grupo protésico FAD [3].
His10 de la peroxidasa NADH se encuentra cerca del extremo N-terminal de la hélice R1 dentro del sitio de unión a FAD. [4] Uno de los átomos de oxígeno de Cys42-SO 3 H está unido por enlaces de hidrógeno tanto al imidazol His10 como al extremo N de Cys42. El His10 funciona en parte para estabilizar el inusual centro redox Cys42-SOH. [3] Arg303 también estabiliza el Cys42-SO 3 H. Glu-14 participa en la formación de la estrecha interfase dímera que limita la accesibilidad al disolvente, importante para mantener el estado de oxidación del ácido sulfénico. [4]
Mecanismo de reacción
La peroxidasa NADH de Enterococcus faecalis es única porque utiliza el par redox tiol / ácido sulfénico Cys42 (-SH / -SOH) en la escisión heterolítica del enlace peróxido para catalizar la reducción de dos electrones del peróxido de hidrógeno a agua. [5]
El mecanismo cinético de la peroxidasa de tipo salvaje implica (1) reducción de NADH de E (FAD, Cys42-SOH) a EH 2 (FAD, Cys42-SH) en una etapa de cebado inicial; (2) unión rápida de NADH a EH 2 ; (3) la reducción de H 2 O 2 por la Cys42-tiolato, produciendo E • NADH; y (4) transferencia de hidruro limitante de la velocidad del NADH unido, regenerando EH 2 . [6] Sin embargo, no se ha observado ningún intermedio FADH 2 discreto y no se han aclarado los detalles precisos de la reducción de Cys42-SOH. [7]
- E + NADH → (EH 2 '• NAD + ) * → EH 2 ' • NAD + → EH 2 + NAD + + H 2 O
- EH 2 + NADH → EH 2 • NADH *
- EH 2 • NADH * + H 2 O 2 → E • NADH + H 2 O
- E • NADH + H + → EH 2 • NAD + + H 2 O
- EH 2 • NAD + → EH 2 + NAD +
Los inhibidores incluyen Ag + , Cl - , Co 2+ , Cu 2+ , Hg 2+ , NaN 3 , Pb 2+ y SO 4 2− . [8] A concentraciones subóptimas de H 2 O 2 y concentraciones de NADH que son saturantes, NADH inhibe la actividad peroxidasa de la NADH peroxidasa al convertir la enzima en un intermedio inestable. NAD + se comporta como un activador al revertir los equilibrios que conducen al intermedio inestable, convirtiendo así la enzima en el complejo cinéticamente activo que reduce el H 2 O 2 . [9]
Función biológica
NADH elimina el peróxido de hidrógeno potencialmente tóxico en condiciones de crecimiento aeróbico y representa una defensa enzimática disponible contra el estrés oxidativo mediado por H 2 O 2 . En segundo lugar, la enzima presenta un mecanismo adicional para la regeneración del NAD + esencial para el metabolismo estrictamente fermentativo de este organismo. [2] [10] La enzima también puede proteger contra el H 2 O 2 exógeno y contribuir a la virulencia bacteriana . [11]
La función real de las peroxidasas y oxidasas NADH en las plantas aún no está clara, pero podrían actuar en la señalización temprana del estrés oxidativo mediante la producción de H 2 O 2 . [12]
Un papel alternativa puede incluir la regulación de H 2 O 2 formación por NADH peroxidasa y oxidasa en el aflojamiento de la pared celular y la reconstrucción. [13]
Referencias
- ^ La Carbona S, Sauvageot N, Giard JC, Benachour A, Posteraro B, Auffray Y, Sanguinetti M, Hartke A (diciembre de 2007). "Estudio comparativo de los roles fisiológicos de tres peroxidasas (NADH peroxidasa, Alquil hidroperóxido reductasa y Tiol peroxidasa) en la respuesta al estrés oxidativo, supervivencia dentro de macrófagos y virulencia de Enterococcus faecalis" . Mol. Microbiol . 66 (5): 1148–63. doi : 10.1111 / j.1365-2958.2007.05987.x . PMID 17971082 . S2CID 40046805 .
- ^ a b Miller H, Poole LB, Claiborne A (junio de 1990). "Heterogeneidad entre las peroxidasas NADH que contienen flavina de estreptococos del grupo D. Análisis de la enzima de Streptococcus faecalis ATCC 9790". J. Biol. Chem . 265 (17): 9857–63. PMID 2161844 .
- ^ a b Stehle T, Claiborne A, Schulz GE (enero de 1993). "Sitio de unión de NADH y catálisis de peroxidasa NADH". EUR. J. Biochem . 211 (1–2): 221–6. doi : 10.1111 / j.1432-1033.1993.tb19889.x . PMID 8425532 .
- ^ a b Yeh JI, Claiborne A (2002). "Estructuras cristalinas de formas oxidadas y reducidas de NADH peroxidasa" . Meth. Enzymol . Métodos en enzimología. 353 : 44–54 . doi : 10.1016 / S0076-6879 (02) 53035-4 . ISBN 978-0-12-182256-9. PMID 12078517 .
- ^ Crane EJ, Yeh JI, Luba J, Claiborne A (agosto de 2000). "Análisis de las propiedades cinéticas y redox del mutante NADH peroxidasa R303M: correlación con la estructura cristalina". Bioquímica . 39 (34): 10353–64. doi : 10.1021 / bi000553m . PMID 10956025 .
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- ^ Chen SX, Schopfer P (marzo de 1999). "Producción de radicales hidroxilo en reacciones fisiológicas. Una función novedosa de la peroxidasa". EUR. J. Biochem . 260 (3): 726–35. doi : 10.1046 / j.1432-1327.1999.00199.x . PMID 10103001 .