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Sulfato adenililtransferasa

En enzimología , una sulfato adenililtransferasa ( EC 2.7.7.4) es una enzima que cataliza la reacción química

ATP + sulfato pirofosfato + sulfato de adenililo

Así, los dos sustratos de esta enzima son el ATP y el sulfato , mientras que sus dos productos son el pirofosfato y el sulfato de adenililo .

Esta enzima pertenece a la familia de las transferasas , específicamente a las que transfieren grupos de nucleótidos que contienen fósforo ( nucleotidiltransferasas ). El nombre sistemático de esta clase de enzimas es ATP:sulfato adenililtransferasa . Otros nombres de uso común incluyen adenosina-5'-trifosfato sulfurilasa , adenosinatrifosfato sulfurilasa , adenililsulfato pirofosforilasa , ATP sulfurilasa , ATP-sulfurilasa y sulfurilasa . Esta enzima participa en 3 vías metabólicas : metabolismo de las purinas , metabolismo de los selenoaminoácidos y metabolismo del azufre .

Algunas adenililtransferasas de sulfato forman parte de una cadena polipeptídica bifuncional asociada con la adenosilfosfosulfato (APS) quinasa . Ambas enzimas son necesarias para la síntesis de PAPS (fosfoadenosina-fosfosulfato) a partir de sulfato inorgánico . [1] [2]

Dentro de la célula, la sulfato adenililtransferasa desempeña un papel clave tanto en la reducción asimilatoria del azufre como en la oxidación y reducción disimilatoria del azufre (DSR) y participa en el ciclo del azufre, que es biogeoquímicamente relevante. [3] [4] En la reducción disimilatoria del sulfato, la enzima SAT actúa como el primer paso de preparación en la reducción, convirtiendo el sulfato (+6) en adenosina 5'-fosfosulfato (APS) a través de la adenilación a costa de un ATP. Si los organismos que participan en la vía DSR poseen el conjunto completo de genes necesarios, el APS puede entonces reducirse paso a paso a sulfito (+4) y luego a sulfuro (-2). Por el contrario, en el proceso de oxidación disimilatoria del sulfato, el pirofosfato se combina con el APS en una reacción catalizada por la sulfato adenililtransferasa para formar sulfato . [3] En cualquier dirección en la que la sulfato adenililtransferasa (reducción u oxidación) procede a lo largo de la DSR en las células bacterianas, las vías asociadas participan en la respiración celular necesaria para el crecimiento del organismo. [5]

Estudios estructurales

A finales de 2007, se han resuelto 18 estructuras para esta clase de enzimas, con los códigos de acceso PDB 1G8F, 1G8G, 1G8H, 1I2D, 1J70, 1JEC, 1JED, 1JEE, 1JHD, 1M8P, 1R6X, 1TV6, 1V47, 1X6V, 1XJQ, 1XNJ, 1ZUN y 2GKS.

En levaduras, otros hongos y bacterias que participan en la reducción asimilatoria del sulfato, la sulfato adenililtransferasa se encuentra en forma de homohexámero. [3] [6] Su forma es la de un homotetrámero en plantas. [7] En Saccharomyces cerevisiae, la sulfato adenililtransferasa se compone de cuatro dominios. El dominio I presenta el extremo N con barriles beta similares a la piruvato quinasa. Un pliegue alfa/beta dextrógiro tiene la forma del dominio II, y también contiene el sitio activo y el bolsillo de unión al sustrato. El dominio III se compone de una región que une el dominio terminal con los dominios I y II. El dominio IV contiene el extremo C de la proteína y forma un pliegue alfa/beta típico. [6] El sitio activo de la sulfato adenililtransferasa se compone principalmente de porciones del dominio II, específicamente, H9, S9, S10, S12 y el bucle RNP y el bucle GRD conservados. [8] El sitio activo se encuentra en el centro de la sulfato adeniltransferasa por encima del dominio II, entre los otros dominios I y II. El núcleo del surco en el que se encuentra el sitio activo está compuesto principalmente por residuos hidrófobos, pero hacia el exterior del surco hay residuos positivos e hidrófilos necesarios para la unión del sustrato. [8]

Aplicaciones

La ATP sulfurilasa es una de las enzimas utilizadas en la pirosecuenciación .

Referencias

  1. ^ Rosenthal E, Leustek T (noviembre de 1995). "Una proteína multifuncional de Urechis caupo, la PAPS sintetasa, tiene actividades de ATP sulfurilasa y APS quinasa". Gene . 165 (2): 243–8. doi :10.1016/0378-1119(95)00450-K. PMID  8522184.
  2. ^ Kurima K, Warman ML, Krishnan S, Domowicz M, Krueger RC, Deyrup A, Schwartz NB (julio de 1998). "Un miembro de una familia de enzimas activadoras de sulfato causa braquimorfismo murino". Proc. Natl. Sci. USA . 95 (15): 8681–5. Bibcode :1998PNAS...95.8681K. doi : 10.1073/pnas.95.15.8681 . PMC 21136 . PMID  9671738. 
  3. ^ abc Parey, Kristian; Demmer, Ulrike; Warkentin, Eberhard; Wynen, Astrid; Ermler, Ulrich; Dahl, Christiane (20 de septiembre de 2013). "Caracterización estructural, bioquímica y genética de la ATP sulfurilasa disimilatoria de Allochromatium vinosum". PLOS ONE . ​​8 (9): e74707. Bibcode :2013PLoSO...874707P. doi : 10.1371/journal.pone.0074707 . ISSN  1932-6203. PMC 3779200 . PMID  24073218. 
  4. ^ Herrmann, Jonathan; Ravilious, Geoffrey E.; McKinney, Samuel E.; Westfall, Corey S.; Lee, Soon Goo; Baraniecka, Patrycja; Giovannetti, Marco; Kopriva, Stanislav; Krishnan, Hari B.; Jez, Joseph M. (abril de 2014). "Estructura y mecanismo de la ATP sulfurilasa de soja y el paso comprometido en la asimilación de azufre de la planta". Revista de química biológica . 289 (15): 10919–10929. doi : 10.1074/jbc.m113.540401 . ISSN  0021-9258. PMC 4036203 . PMID  24584934. 
  5. ^ Gibson, GR (1990). "Fisiología y ecología de las bacterias reductoras de sulfato". Journal of Applied Bacteriology . 69 (6): 769–797. doi :10.1111/j.1365-2672.1990.tb01575.x. ISSN  1365-2672. PMID  2286579.
  6. ^ ab Ullrich, TC; Huber, R. (9 de noviembre de 2001). "Las estructuras complejas de la ATP sulfurilasa con tiosulfato, ADP y clorato revelan nuevos conocimientos sobre los efectos inhibidores y el ciclo catalítico". Journal of Molecular Biology . 313 (5): 1117–1125. doi :10.1006/jmbi.2001.5098. ISSN  0022-2836. PMID  11700067.
  7. ^ Logan, Helen M.; Cathala, Nicole; Grignon, Claude; Davidian, Jean-Claude (mayo de 1996). "Clonación de un ADNc codificado por un miembro de la familia multigénica de la ATP sulfurilasa de Arabidopsis thaliana". Journal of Biological Chemistry . 271 (21): 12227–12233. doi : 10.1074/jbc.271.21.12227 . ISSN  0021-9258. PMID  8647819.
  8. ^ ab Ullrich, TC; Blaesse, M.; Huber, R. (1 de febrero de 2001). "Estructura cristalina de la ATP sulfurilasa de Saccharomyces cerevisiae, una enzima clave en la activación del sulfato". The EMBO Journal . 20 (3): 316–329. doi :10.1093/emboj/20.3.316. ISSN  0261-4189. PMC 133462 . PMID  11157739. 

Lectura adicional

Este artículo incorpora texto de dominio público de Pfam e InterPro : IPR002650