En enzimología , un óxido nitroso reductasa también conocido como nitrógeno: oxidorreductasa aceptor ( formadora de N 2 O) es una enzima que cataliza el paso final en la desnitrificación bacteriana , la reducción del óxido nitroso a dinitrógeno . [1] [2]
óxido nitroso reductasa | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
CE no. | 1.7.2.4 | |||||||
No CAS. | 55576-44-8 | |||||||
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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- N 2 O + 2 citocromo reducido c ⇌ N 2 + H 2 O + 2 citocromo c
Desempeña un papel fundamental en la prevención de la liberación de un potente gas de efecto invernadero a la atmósfera.
Función
El N 2 O es un metabolito inorgánico de la célula procariota durante la desnitrificación. Así, los desnitrificantes comprenden el grupo principal de productores de N 2 O, con papeles desempeñados también por nitrificantes, bacterias metanotróficas y hongos . Entre ellos, solo los procariotas desnitrificantes tienen la capacidad de convertir N 2 O en N 2 . [3] La conversión de N 2 O en N 2 es el último paso de un proceso completo de desnitrificación de nitratos y es una forma autónoma de respiración. El N 2 O se genera en la célula desnitrificante por la actividad de la NO reductasa respiratoria . [4] Algunas comunidades microbianas solo tienen la capacidad de reducir el N 2 O a N 2 y no tienen las otras vías de desnitrificación, tales comunidades se conocen como reductores de óxido nitroso. [5] Algunos desnitrificantes no tienen una desnitrificación completa con el producto final N 2 O [6]
Estructura
La reductasa de óxido nitroso es un homodímero que se encuentra en el periplasma bacteriano. Las estructuras de rayos X de las enzimas de Pseudomonas nautica y Paracoccus denitrificans han revelado que cada subunidad (PM = 65 kDa) está organizada en dos dominios. [7] Una cupredoxin-como dominio contiene un binuclear proteína cobre conocida como Cu A .
El segundo dominio comprende un 7 palas de hélice de ß-hojas que contiene el sitio catalítico denominado Cu Z , que es un cobre-sulfuro de tetranuclear clúster . [8] La distancia entre los centros de Cu A y Cu Z dentro de una sola subunidad es superior a 30 Å, una distancia que excluye las tasas fisiológicamente relevantes de transferencia de electrones entre subunidades . Sin embargo, las dos subunidades están orientadas "de la cabeza a la cola" de modo que el centro de Cu A en una subunidad se encuentra a solo 10 Å del centro de Cu Z en la segunda, lo que garantiza que los pares de centros redox en subunidades opuestas forman la unidad catalíticamente competente. [9] El centro de Cu A puede sufrir un cambio redox de un electrón y, por lo tanto, tiene una función similar a la de las conocidas citocromo c oxidasas de tipo aa 3 ( EC 1.9.3.1 ), donde sirve para recibir un electrón de citocromos c . [10]
Inhibidores
El acetileno es el inhibidor más específico de la óxido nitroso reductasa . [11] Otros inhibidores incluyen anión azida , [12] tiocianato , monóxido de carbono , yoduro y cianuro . [13]
Referencias
- ^ Schneider, Lisa K .; Wüst, Anja; Pomowski, Anja; Zhang, Lin; Einsle, Oliver (2014). "Capítulo 8. No hay materia de risa: la destrucción del gas de efecto invernadero monóxido de dinitrógeno por óxido nitroso reductasa ". En Peter MH Kroneck y Martha E. Sosa Torres (ed.). La biogeoquímica impulsada por metales de compuestos gaseosos en el medio ambiente . Iones metálicos en ciencias de la vida. 14 . Saltador. págs. 177–210. doi : 10.1007 / 978-94-017-9269-1_8 . PMID 25416395 .
- ^ Berks BC, Ferguson SJ, Moir JW, Richardson DJ (diciembre de 1995). "Enzimas y sistemas de transporte de electrones asociados que catalizan la reducción respiratoria de óxidos de nitrógeno y oxianiones". Biochim. Biophys. Acta . 1232 (3): 97-173. doi : 10.1016 / 0005-2728 (95) 00092-5 . PMID 8534676 .
- ^ Bothe H (2006). Biología del ciclo del nitrógeno . Ciencia de Elsevier. ISBN 978-0-444-52857-5.
- ^ Zumft WG (enero de 2005). "Reductasas de óxido nítrico de procariotas con énfasis en el tipo respiratorio, hemo-cobre oxidasa". J. Inorg. Biochem . 99 (1): 194–215. doi : 10.1016 / j.jinorgbio.2004.09.024 . PMID 15598502 .
- ^ Domeignoz-Horta, Luiz A .; Spor, Aymé; Bru, David; Breuil, Marie-Christine; Bizouard, Florian; Léonard, Joël; Philippot, Laurent (24 de septiembre de 2015). "La diversidad de los reductores de N 2 O es importante para la relación del producto final de desnitrificación N 2 O: N 2 en un sistema de cultivo anual y perenne" . Fronteras en microbiología . 6 : 971. doi : 10.3389 / fmicb.2015.00971 . ISSN 1664-302X . PMC 4585238 . PMID 26441904 .
- ^ http://hdl.handle.net/10919/48086
- ^ Haltia T, Brown K, Tegoni M, Cambillau C, Saraste M, Mattila K, Djinovic-Carugo K (enero de 2003). "Estructura cristalina de óxido nitroso reductasa de Paracoccus denitrificans con una resolución de 1,6 A" . Biochem. J . 369 (Parte 1): 77–88. doi : 10.1042 / BJ20020782 . PMC 1223067 . PMID 12356332 .
- ^ Pomowski, A., Zumft, WG, Kroneck, PMH, Einsle, O., "Unión de N2O en un clúster de cobre-azufre [lsqb] 4Cu: 2S en óxido nitroso reductasa", Nature 2011, 477, 234. doi : 10.1038 / nature10332
- ^ Rasmussen T, Brittain T, Berks BC, Watmough NJ, Thomson AJ (noviembre de 2005). "La formación de un complejo de citocromo c-óxido nitroso reductasa es obligatoria para la reducción de N2O por Paracoccus pantotrophus" (PDF) . Dalton Trans (21): 3501–6. doi : 10.1039 / b501846c . PMID 16234931 .
- ^ Hill BC (abril de 1993). "La secuencia de portadores de electrones en la reacción de la citocromo c oxidasa con oxígeno". J. Bioenerg. Biomembr . 25 (2): 115-20. doi : 10.1007 / bf00762853 . PMID 8389744 . S2CID 45975377 .
- ^ Balderston WL, Sherr B, Payne WJ (abril de 1976). "Bloqueo por acetileno de reducción de óxido nitroso en Pseudomonas perfectomarinus" . Apl. Reinar. Microbiol . 31 (4): 504–8. doi : 10.1128 / AEM.31.4.504-508.1976 . PMC 169812 . PMID 1267447 .
- ^ Matsubara, T; Mori T (diciembre de 1968). "Estudios de desnitrificación. IX. Óxido nitroso, su producción y reducción a nitrógeno". J Biochem . 64 (6): 863–71. doi : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a128968 . PMID 5718551 .
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