La vía de transulfuración es una vía metabólica que implica la interconversión de cisteína y homocisteína a través de la cistationina intermedia . Se conocen dos vías de transulfurilación: la directa y la inversa . [1]
La vía directa está presente en varias bacterias, como Escherichia coli [2] y Bacillus subtilis , [3] e implica la transferencia del grupo tiol de la cisteína a la homocisteína (precursor de la metionina con el grupo S-metilo), gracias a la γ -Reemplazo del grupo acetilo o succinilo de una homoserina con cisteína a través de su grupo tiol para formar cistationina (catalizada por cistationina γ-sintasa , que está codificada por metB en E. coli y metI en B. subtilis ). Luego, la cistationina se escinde mediante la eliminación β de la porción de homocisteína de la molécula, dejando un iminoácido inestable, que es atacado por el agua para formar piruvato y amoníaco (catalizado por la cistationina β-liasa codificada por metC [4] ). . La producción de homocisteína a través de la transulfuración permite la conversión de este intermedio en metionina , mediante una reacción de metilación realizada por la metionina sintasa .
La vía inversa está presente en varios organismos, incluidos los humanos, e implica la transferencia del grupo tiol de la homocisteína a la cisteína a través de un mecanismo similar. En Klebsiella pneumoniae, la cistationina β-sintasa está codificada por mtcB , mientras que la γ-liasa está codificada por mtcC . [5] Los seres humanos son auxótrofos para la metionina, por lo que los nutricionistas lo llaman un "aminoácido esencial", pero no lo son para la cisteína debido a la vía de trans-sulfurilación inversa. Las mutaciones en esta vía conducen a una enfermedad conocida como homocistinuria , debido a la acumulación de homocisteína.
Papel del fosfato de piridoxal
Las cuatro enzimas de transulfuración requieren vitamina B6 en su forma activa ( fosfato de piridoxal o PLP). Tres de estas enzimas (excluida la cistationina γ-sintasa) forman parte de la familia de enzimas dependientes de PLP del metabolismo Cys / Met (enzimas PLP de tipo I). Hay cinco tipos diferentes de enzimas PLP relacionadas estructuralmente. Los miembros de esta familia pertenecen al tipo I y son: [6]
- en la ruta de transulfurilación para la biosíntesis de metionina:
- Cistationina γ-sintasa ( metB ) que une un éter de homoserina activado (acetilo o succinilo) con cisteína para formar cistationina
- Cistationina β-liasa ( metC ) que divide la cistationina en homocisteína y una alanina desaminada (piruvato y amoníaco)
- en la vía de sulfurilación directa para la biosíntesis de metionina:
- O-acetil homoserina sulfhidrilasa ( metY ) que agrega un grupo tiol a un éter de homoserina activado
- O-succinilhomoserina sulfhidrilasa ( metZ ) que agrega un grupo tiol a un éter de homoserina activado
- en la vía de transulfurilación inversa para la biosíntesis de cisteína:
- Cistationina γ-liasa (sin nombre genético común) que une un éter de serina activado (acetilo o succinilo) con homocisteína para formar cistationina
- No es cistationina β-sintasa, que es una enzima PLP tipo II
- biosíntesis de cisteína a partir de serina:
- O- acetilserina sulfhidrilasa ( cysK o cysM ) que agrega un grupo tiol a un éter de serina activado
- degradación de la metionina:
- Metionina gamma-liasa ( mdeA ) que descompone la metionina en los límites de tioéter y amina
Nota: MetC, metB, metZ están estrechamente relacionados y tienen límites difusos, por lo que caen bajo el mismo grupo de ortólogos NCBI (COG0626). [6]
Sulfuración directa
Las vías sulfurylation directos para la síntesis de cisteína o homocisteína avanza a través de la sustitución de la succinil grupo acetilo / con sulfuro libre (a través de la cysK o cysM codificados con sintasa cisteína. [7] y el metZ o metY codificados con sintasa homocisteína, [8 ]
Referencias
- ^ Weekley, CM y Harris, HH (2013). "¿Qué forma es esa? La importancia de la especiación y el metabolismo del selenio en la prevención y el tratamiento de enfermedades". Chem. Soc. Rev . 42 : 8870–8894. doi : 10.1039 / c3cs60272a .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Aitken, SM; Lodha, PH; Morneau, DJK (2011). "Las enzimas de las vías de transulfuración: caracterizaciones de sitios activos". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteínas y proteómica . 1814 (11): 1511–7. doi : 10.1016 / j.bbapap.2011.03.006 . PMID 21435402 .
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