Beta-caroteno 15,15'-dioxigenasa

Proteína de mamíferos hallada en el Homo sapiens

En enzimología , la beta-caroteno 15,15'-dioxigenasa ( EC 1.13.11.63) es una enzima con el nombre sistemático beta-caroteno:oxígeno 15,15'-dioxigenasa (escisión de enlaces) . ^{[5] [6]} En humanos está codificada por el gen BCO1 . Esta enzima cataliza la siguiente reacción química

beta-caroteno + O ₂ → 2 all- trans -retinal

Esta es una reacción de escisión que escinde el β-caroteno , utiliza oxígeno molecular, se mejora con la presencia de sales biliares y tiroxina , y genera dos moléculas de retinal . En los humanos, la enzima está presente en el intestino delgado y el hígado. ^[7] La ​​dioxigenasa también escinde asimétricamente la beta-criptoxantina , el trans -β-apo-8'-carotenal , el beta-4'-apo-β-carotenal, el alfa-caroteno y el gamma-caroteno en orden decreciente, creando una molécula de retinal, siendo todos estos sustratos con una cadena de carbono mayor que C _{30 , con al menos un anillo} de β-ionona no sustituido . ^[8]

Esta enzima pertenece a la familia (definida enzimáticamente) de las oxidorreductasas , específicamente aquellas que actúan sobre donantes pareados, con O ₂ como oxidante e incorporación o reducción de oxígeno. Una enzima relacionada es la β-caroteno 15,15'-monooxigenasa, codificada por el gen BCMO1, que escinde simétricamente el β-caroteno en dos moléculas de retinal. ^{[9] [10]}

En general, los carnívoros son malos convertidores de carotenoides que contienen ionona, y los carnívoros puros como los félidos (gatos) carecen de beta-caroteno 15,15'-dioxigenasa y beta-caroteno 15,15'-monooxigenasa y no pueden convertir ningún carotenoides en retinal, lo que da como resultado que ninguno de los carotenoides sea una forma de vitamina A para estas especies. Deben tener vitamina A preformada en su dieta. ^[11]

La beta-caroteno 15,15'-dioxigenasa pertenece a la familia (definida por similitud) de las oxigenasas de carotenoides ( InterPro :  IPR004294 ). Las enzimas de esta familia contienen un sitio activo Fe2 ⁺ , coordinado generalmente por cuatro residuos de His. ^{[ cita requerida ]}

Referencias

1. GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000135697 – Ensembl , mayo de 2017
2. GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000031845 – Ensembl , mayo de 2017
3. "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
4. "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
5. Kim YS, Kim NH, Yeom SJ, Kim SW, Oh DK (junio de 2009). "Caracterización in vitro de una proteína Blh recombinante de una bacteria marina no cultivada como beta-caroteno 15,15'-dioxigenasa". The Journal of Biological Chemistry . 284 (23): 15781–93. doi : 10.1074/jbc.M109.002618 . PMC 2708875 . PMID  19366683. 
6. Kim YS, Park CS, Oh DK (julio de 2010). "Producción de retina a partir de betacaroteno por betacaroteno 15,15'-dioxigenasa de una bacteria marina no cultivable". Biotechnology Letters . 32 (7): 957–61. doi :10.1007/s10529-010-0239-3. PMID  20229064. S2CID  2347505.
7. During A, Smith MK, Piper JB, Smith JC (noviembre de 2001). "Actividad de la beta-caroteno 15,15'-dioxigenasa en tejidos y células humanas: evidencia de una dependencia del hierro". The Journal of Nutritional Biochemistry . 12 (11): 640–647. doi :10.1016/s0955-2863(01)00184-x. PMID  12031257.
8. Kim YS, Oh DK (marzo de 2009). "Especificidad de sustrato de una beta-caroteno 15,15'-monooxigenasa de pollo recombinante que convierte el beta-caroteno en retinal". Biotechnology Letters . 31 (3): 403–8. doi :10.1007/s10529-008-9873-4. PMID  18979213. S2CID  21220270.
9. Wu L, Guo X, Wang W, Medeiros DM, Clarke SL, Lucas EA, Smith BJ, Lin D (noviembre de 2016). "Aspectos moleculares de la β, β-caroteno-9', 10'-oxigenasa 2 en el metabolismo de los carotenoides y las enfermedades". Exp Biol Med (Maywood) . 241 (17): 1879–87. doi :10.1177/1535370216657900. PMC 5068469. PMID  27390265 . 
10. von Lintig J (noviembre de 2012). "Metabolismo y funciones de la provitamina A en la biología de los mamíferos". Am J Clin Nutr . 96 (5): 1234S–44S. doi :10.3945/ajcn.112.034629. PMC 3471205 . PMID  23053549. 
11. Green AS, Fascetti AJ (2016). "Satisfacer los requerimientos de vitamina A: eficacia e importancia del β-caroteno en especies animales". ScientificWorldJournal . 2016 : 7393620. doi : 10.1155/2016/7393620 . PMC 5090096 . PMID  27833936.