Los miembros de la familia de pirofosfatasa translocadora de H + , Na + (M + -PPasa) ( TC# 3.A.10 ) se encuentran en las membranas vacuolares ( tonoplastos ) de plantas superiores, algas y protozoos , y en bacterias y arqueas _ Por lo tanto, son enzimas antiguas.
Hasta la fecha se han caracterizado dos tipos de difosfatasas inorgánicas , muy diferentes tanto en secuencia como en estructura de aminoácidos : pirofosfatasas de bombeo de protones solubles y transmembrana (sPPasas y H( + )-PPasas, respectivamente). Las sPPasas son proteínas ubicuas que hidrolizan el pirofosfato para liberar calor, mientras que las H + -PPasas, hasta ahora no identificadas en células animales y fúngicas , acoplan la energía de la hidrólisis de PPi al movimiento de protones a través de las membranas biológicas . [1] [2] Este último tipo está representado por este grupo de proteínas . H + -PPasas Pirofosfatasas inorgánicas de tipo vacuolar (V-PPasa) o bombas de protones de membrana vacuolar activadas por pirofosfato . [3] En las plantas, las vacuolas contienen dos enzimas para acidificar el interior de la vacuola, la V-ATPasa y la V-PPasa (V de vacuolar). [2]
Hasta la fecha se han caracterizado dos subclases bioquímicas distintas de H + -PPasas: K + -estimuladas y K + -insensibles. [1] [3]
Se han secuenciado miembros completos de la familia H + -PPasa de numerosas bacterias, arqueas y eucariotas. Se ha informado que estas enzimas de bombeo de H + , que probablemente son homodiméricas, pertenecen a dos subfamilias filogenéticas. [4] Una subfamilia contiene invariablemente una cisteína conservada (Cys 222 ) e incluye todas las H + -PPasas independientes de K + conocidas, mientras que la otra tiene otra cisteína conservada (Cys 573 ) pero carece de Cys 222 e incluye todas las H+ dependientes de K + conocidas. H + -PPasas. [4] [5] Todas las H + -PPasas requieren Mg 2+, y los de vacuolas de plantas, acidocalcisomas de protozoos y bacterias fermentativas requieren mM K + . Los de las bacterias respiratorias y fotosintéticas, así como las arqueas, dependen menos del K + . Sin embargo, pueden existir excepciones. [4] No está claro si se transporta K + .
La archaeon, Methanosarcina mazei Gö1, codifica dentro de su genoma dos pirofosfatasas translocadoras de H + ( PPasas ), Mvp1 y Mvp2. Mvp1 se parece a las PPasas bacterianas, mientras que Mvp2 se parece a las PPasas de plantas. [6] Se demostró que Mvp2 transloca 1 H + por pirofosfato hidrolizado.
Algunas PPasas de Anaerostipes caccae , Chlorobium limicola , Clostridium tetani y Desulfuromonas acetoxidans han sido identificadas como transportadores de Na + dependientes de K + . [7] El análisis filogenético condujo a la identificación de un clado monofilético que comprende PPasas transportadoras de Na+ caracterizadas y predichas ( PPasas de Na + ) dentro de la subfamilia dependiente de K + . Las PPasas transportadoras de H + (H + -PPasas ) son más heterogéneas y forman al menos tres clados independientes en ambas subfamilias. [7]