Oxalil-CoA descarboxilasa
En enzimología , una oxalil-CoA descarboxilasa (OXC) ( EC 4.1.1.8 ) es una enzima producida principalmente por la bacteria gastrointestinal Oxalobacter formigenes que cataliza la reacción química.
OXC pertenece a la familia de las liasas , específicamente las carboxiliasas (descarboxilasas), que escinden los enlaces carbono-carbono. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es oxalil-CoA carboxilasa (formadora de formil-CoA) . Otros nombres de uso común incluyen oxalil coenzima A descarboxilasa y oxalil-CoA carboxilasa . Esta enzima participa en el metabolismo del glioxilato y dicarboxilato . Emplea un cofactor , difosfato de tiamina (TPP), y juega un papel clave en el catabolismo del oxalato , un compuesto altamente tóxico que es producto de la oxidación de carbohidratos en muchas bacterias y plantas.[1] La oxalil-CoA descarboxilasa es extremadamente importante para la eliminación de los oxalatos ingeridos que se encuentran en los alimentos humanos como el café , el té y el chocolate , [2] y la ingestión de dichos alimentos en ausencia de Oxalobacter formigenes en el intestino puede provocar enfermedades renales. enfermedad o incluso la muerte como resultado de la intoxicación por oxalato. [3]
Se hipotetiza que la oxalil-CoA descarboxilasa está relacionada evolutivamente con la acetolactato sintasa , una enzima dependiente de TPP responsable de la biosíntesis de aminoácidos de cadena ramificada en ciertos organismos. [4] Los alineamientos de secuencia entre las dos enzimas apoyan esta afirmación, al igual que la presencia de focos de unión a FAD vestigiales que no desempeñan ningún papel en la actividad catalítica de ninguna de las enzimas. [5] Se cree que la unión de FAD en este sitio en la acetolactato sintasa y la unión de ADP en un sitio afín en OXC juegan un papel en la estabilización de las estructuras terciarias de las proteínas. [6] No se observa unión de FAD en oxalil-CoA descarboxilasa, [7] pero un exceso de coenzima A en la estructura cristalina ha llevado a la hipótesis de que el sitio de unión fue cooptado durante la evolución de OXC para unirse a la fracción CoA de su sustrato. [8] > A pesar de sus similitudes, solo la oxalil-CoA descarboxilasa es necesaria para la formación de ATP en Oxalobacter formigenes , y se ha demostrado que el ADP exógeno aumenta la actividad descarboxilasa de OXC, pero no la acetolactato sintasa. [9] [10]
Una característica clave del cofactor TPP es el protón relativamente ácido unido al átomo de carbono entre el nitrógeno y el azufre en el anillo de tiazol , que tiene un pKa cercano a 10. [11] Este centro de carbono se ioniza para formar un carbanión , que se suma al grupo carbonilo de oxalil-CoA. Esta adición es seguida por la descarboxilación.de oxalil-CoA, y luego la oxidación y eliminación de formil-CoA para regenerar la forma carbanión de TPP. Si bien el mecanismo de reacción se comparte con otras enzimas dependientes de TPP, los residuos que se encuentran en el sitio activo de OXC son únicos, lo que ha planteado dudas sobre si el TDP debe ser desprotonado por un aminoácido básico en un segundo sitio lejos de la formación de carbanión. sitio para activar el cofactor. [12]
La oxalil-CoA descarboxilasa es tetramérica y cada monómero consta de tres dominios de tipo α / β. [13] El sitio de unión del difosfato de tiamina descansa en la interfaz subunidad-subunidad entre dos de los dominios, que se ve comúnmente en su clase de enzimas. La oxalil-CoA descarboxilasa es estructuralmente homóloga a la acetolactato sintasa que se encuentra en plantas y otros microorganismos, pero OXC se une al ADP en una región que es similar al sitio de unión a FAD en la acetolactato sintasa. [14] [15]
