En enzimología , una nucleósido-fosfato quinasa ( EC 2.7.4.4 ) es una enzima que cataliza la reacción química [1]
nucleósido fosfato quinasa | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
CE no. | 2.7.4.4 | |||||||
No CAS. | 9026-50-0 | |||||||
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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- ATP + fosfato de nucleósido ADP + nucleósido difosfato
Así, los dos sustratos de esta enzima son ATP y nucleósido monofosfato , mientras que sus dos productos son ADP y nucleósido difosfato . [2] [3]
Esta enzima pertenece a la familia de las transferasas , concretamente a las que transfieren grupos que contienen fósforo ( fosfotransferasas ) con un grupo fosfato como aceptor. [4] El nombre sistemático de esta clase de enzimas es ATP: nucleósido-fosfato fosfotransferasa . Esta enzima también se llama NMP-quinasa o nucleósido-monofosfato quinasa .
Estructura
Se han resuelto varias estructuras cristalinas para esta clase de enzimas, lo que revela que comparten un dominio de unión de ATP común . Esta sección de la enzima se denomina comúnmente P-loop , [5] en referencia a su interacción con los grupos fosforilo del ATP . Este dominio de unión también consta de una hoja β flanqueada por hélices α .
El [P-loop] típicamente tiene la secuencia de aminoácidos de Gly-XXXX-Gly-Lys. [6] Se encuentran secuencias similares en muchas otras proteínas de unión a nucleótidos.
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/f/f6/Adenylate_kinase_2.png/220px-Adenylate_kinase_2.png)
Mecanismo
Interacción de iones metálicos
Para permitir la interacción con esta clase de enzimas, el ATP primero debe unirse a un ion metálico como el magnesio o el manganeso . [8] El ion metálico forma un complejo con el grupo fosforilo, así como con varias moléculas de agua. [9] Estas moléculas de agua luego forman enlaces de hidrógeno a un residuo de aspartato conservado en la enzima. [10]
La interacción de iones metálicos facilita la unión al mantener la molécula de ATP en una posición que permite la unión específica al sitio activo y al proporcionar puntos adicionales para la unión entre el sustrato y la enzima. Esto aumenta la energía de enlace .
Cambios conformacionales
La unión de ATP hace que el lazo P se mueva, lo que a su vez hace que el dominio del párpado baje y asegure el ATP en su lugar. [11] [12] La unión del monofosfato de nucleósido induce cambios adicionales que hacen que la enzima sea catalíticamente capaz de facilitar una transferencia del grupo fosforilo del ATP al monofosfato de nucleósido . [13]
La necesidad de estos cambios conformacionales evita el derroche de hidrólisis de ATP .
Este mecanismo enzimático es un ejemplo de catálisis por aproximación: la nucleósido-fosfato quinasa une los sustratos para juntarlos en la posición correcta para que se transfiera el grupo fosforilo.
Función biológica
Dominios catalíticos similares están presentes en una variedad de proteínas, que incluyen:
- ATP sintasa
- Miosina y otras proteínas motoras moleculares
- Proteína G y otras proteínas involucradas en la transducción de señales.
- Helicasas para desenrollar ADN y ARN
- Metabolismo de la pirimidina
Evolución
Cuando se elaboró un árbol filogenético compuesto por miembros de la familia de nucleósido-fosfato quinasa, [14] mostró que estas enzimas habían divergido originalmente de un ancestro común en variedades largas y cortas. Este primer cambio fue drástico: la estructura tridimensional del dominio del párpado cambió significativamente.
Tras la evolución de variedades largas y cortas de NMP-quinasas, cambios más pequeños en las secuencias de aminoácidos dieron como resultado la diferenciación de la localización subcelular.
Referencias
- ^ Boyer PD, Lardy H, Myrback K, eds. (1962). Las enzimas . 6 (2ª ed.). Nueva York: Academic Press. págs. 139-149.
- ^ Ayengar P, Gibson DM, Sanadi DR (julio de 1956). "Transfosforilaciones entre fosfatos de nucleósidos". Biochimica et Biophysica Acta . 21 (1): 86–91. doi : 10.1016 / 0006-3002 (56) 90096-8 . PMID 13363863 .
- ^ Lieberman I, Kornberg A, Simms ES (julio de 1955). "Síntesis enzimática de nucleósidos difosfatos y trifosfatos" . La revista de química biológica . 215 (1): 429–40. doi : 10.1016 / S0021-9258 (18) 66050-8 . PMID 14392176 .
- ^ Heppel LA, Strominger JL, Maxwell ES (abril de 1959). "Quinasas de monofosfato de nucleósido. II. Transfosforilación entre monofosfato de adenosina y trifosfato de nucleósido". Biochimica et Biophysica Acta . 32 : 422-30. doi : 10.1016 / 0006-3002 (59) 90615-8 . PMID 14401179 .
- ^ Dreusicke D, Schulz GE (noviembre de 1986). "El bucle rico en glicina de adenilato quinasa forma un agujero aniónico gigante". Cartas FEBS . 208 (2): 301–4. doi : 10.1016 / 0014-5793 (86) 81037-7 . PMID 3023140 . S2CID 11786335 .
- ^ Byeon L, Shi Z, Tsai MD (marzo de 1995). "Mecanismo de la adenilato quinasa. La" lisina esencial "ayuda a orientar los fosfatos y los residuos del sitio activo a las conformaciones adecuadas". Bioquímica . 34 (10): 3172–82. doi : 10.1021 / bi00010a006 . PMID 7880812 .
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