4HKP , 2EAW , 2JGY , 2P1F , 2QCC , 2QCD , 2QCE , 2QCF , 2QCG , 2QCH , 2QCL , 2QCM , 2QCN , 2V30 , 2WNS , 3BGG , 3BGJ , 3BK0 , 3BVJ , 3DBP , 3EWU , 3EWW , 3EWX , 3EWY , 3EWZ , 3EX1 , 3EX2, 3EX3 , 3EX4 , 3EX6 , 3G3D , 3G3M , 3L0K , 3L0N , 3MI2 , 3MO7 , 3MW7 , 4HIB
La uridina monofosfato sintasa ( UMPS ) ( orotato fosforribosil transferasa y orotidina-5'-descarboxilasa ) es la enzima que cataliza la formación de uridina monofosfato (UMP), una molécula portadora de energía en muchas vías biosintéticas importantes. [5] En los seres humanos, el gen que codifica esta enzima se encuentra en el brazo largo del cromosoma 3 (3q13). [6]
Esta enzima bifuncional tiene dos dominios principales, una subunidad de orotato fosforribosiltransferasa (OPRTasa, EC 2.4.2.10 ) y una subunidad de orotidina-5'-fosfato descarboxilasa (ODCasa, EC 4.1.1.23 ). [7] Estos dos sitios catalizan los dos últimos pasos de la vía biosintética de novo del monofosfato de uridina (UMP). Después de la adición de ribosa-P al orotato por OPRTasa para formar orotidina-5'-monofosfato (OMP), OMP se descarboxila para formar uridina monofosfato por ODCasa. En los microorganismos, estos dos dominios son proteínas separadas, pero, en eucariotas multicelulares, los dos sitios catalíticos se expresan en una única proteína, la uridina monofosfato sintasa. [8]
UMPS existe en varias formas, dependiendo de las condiciones externas. In vitro, el UMPS monomérico, con un coeficiente de sedimentación S 20, w de 3,6, se convertirá en un dímero, S 20, w = 5,1 después de la adición de aniones como el fosfato. En presencia de OMP, el producto de la OPRTasa, el dímero cambia a una forma de sedimentación más rápida S 20, w 5.6. [9] [10] Estas formas conformacionales separadas muestran diferentes actividades enzimáticas, con el monómero UMP sintasa mostrando baja actividad descarboxilasa, y solo el dímero 5.6 S exhibiendo actividad descarboxilasa completa. [11]
Se cree que los dos sitios catalíticos separados se fusionaron en una sola proteína para estabilizar su forma monomérica. La unión covalente en UMPS estabiliza los dominios que contienen los respectivos centros catalíticos, mejorando su actividad en organismos multicelulares donde las concentraciones tienden a ser 1/10 de las contrapartes separadas en procariotas. Otros microorganismos con enzimas separadas deben retener concentraciones más altas para mantener sus enzimas en su forma dimérica más activa. [12]
Los eventos de fusión entre OPRTasa y ODCase, que han llevado a la formación de la enzima bifuncional UMPS, se han producido de forma distinta en diferentes ramas del árbol de la vida. Por un lado, aunque la OPRTasa se encuentra en el extremo N y la ODCasa en el extremo C en la mayoría de eucariotas (p. Ej., Metazoa, Amoebozoa, Plantae y Heterolobosea), la fusión invertida, es decir, OPRTasa en el C - terminal y ODCasa en el extremo N-terminal, también se ha demostrado que existen (p. ej., protistas parásitos, tripanosomátidos y estramenopilas). Además, otros grupos eucariotas, como los hongos, conservan ambas enzimas como proteínas separadas. [13]