En enzimología , una polifosfato quinasa ( EC 2.7.4.1 ), o polifosfato polimerasa , es una enzima que cataliza la formación de polifosfato a partir de ATP, con longitudes de cadena de hasta mil o más restos de ortofosfato . [1]
Así, los dos sustratos de esta enzima son ATP y polifosfato [(fosfato) n], mientras que sus dos productos son ADP y polifosfato extendido por un resto fosfato [(fosfato) n + 1].
Esta enzima es una proteína de membrana y pasa por una etapa intermedia durante la reacción en la que se autofosforila con un grupo fosfato unido covalentemente a un residuo de amino acilo básico a través de un enlace NP.
Varias enzimas catalizan la polimerización de polifosfatos. Algunas de estas enzimas acoplan la fosfotransferencia al transporte transmembrana. Estas enzimas / transportadores se clasifican en la base de datos de clasificación de transportadores (TCDB) en la superfamilia polifosfato polimerasa / YidH ( TC # 4.E.1 ) y son transferasas que transfieren grupos fosfoilo ( fosfotransferasas ) con polifosfato como aceptor. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es ATP: polifosfato fosfotransferasa . Esta enzima también se llama cinasa de ácido polifosfórico .
Los eucariotas contienen polifosfato inorgánico (poliP) y acidocalcisomas , que secuestran poliP y almacenan aminoácidos y cationes divalentes. [2] [3] Gerasimaitė y col. [4] mostró que la poliP producida en el citosol de la levadura es tóxica. Reconstitución de la translocación de polyP con vacuolas purificadas, los acidocalcisomas de levadura, mostraron que la poliP citosólica no se puede importar, mientras que la poliP producida por el complejo transportador vacuolar chaperona (VTC), una polimerasa polimerasa vacuolar endógena, se importa de manera eficiente y no interfiere con el crecimiento. La síntesis e importación de PolyP requieren un gradiente electroquímico, probablemente como una fuerza impulsora (parcial) para la translocación de polyP. VTC expone su dominio catalítico al citosol y tiene nueve segmentos transmembrana vacuolares ( TMS ). Las mutaciones en las regiones transmembrana de VTC, que pueden constituir el canal de translocación, bloquean no solo la translocación de poliP sino también la síntesis. Dado que estas mutaciones están lejos del dominio catalítico citosólicode VTC, esto sugiere que el complejo VTC acopla obligatoriamente la síntesis de poliP a su importación vesicular para evitar intermediarios tóxicos en el citosol. Por lo tanto, el proceso se ajusta a la definición clásica de Translocación de grupo, donde el sustrato se modifica durante el transporte. El secuestro de polyP, por lo demás tóxico, puede ser una de las razones de la existencia de este mecanismo en los acidocalcisomas. [4] La polifosfato quinasa vacuolar (polimerasa) se describe en TCDB con la familia TC # 4.E.1 . [5]
Las enzimas de la superfamilia de tipo CYTH, que incluyen polifosfato polimerasas, hidrolizan sustratos que contienen trifosfato y requieren cationes metálicos como cofactores . Tienen un sitio activo único ubicado en el centro de un túnel de barril beta antiparalelo de ocho hebras (el túnel de trifosfato). El nombre CYTH se originó a partir de la designación del gen de las adenilil ciclasas bacterianas de clase IV (CyaB) y de la tiamina trifosfatasa (THTPA). Las adenilato ciclasas de clase IV catalizan la conversión de ATP en 3 ', 5'-AMP cíclico (cAMP) y PPi. Tiamina trifosfatasaes una enzima citosólica soluble que convierte el trifosfato de tiamina en difosfato de tiamina. Esta superfamilia de dominios también contiene ARN trifosfatasas, polifosfato polimerasas asociadas a la membrana, tripolifosfatasas, nucleósido trifosfatasas, nucleósido tetrafosfatasas y otras proteínas con funciones desconocidas.