En enzimología , una polifosfato quinasa ( EC 2.7.4.1), o polifosfato polimerasa , es una enzima que cataliza la formación de polifosfato a partir de ATP, con longitudes de cadena de hasta mil o más fracciones de ortofosfato . [1]
Así, los dos sustratos de esta enzima son ATP y polifosfato [(fosfato)n], mientras que sus dos productos son ADP y polifosfato extendido por una fracción fosfato [(fosfato)n+1].
Esta enzima es una proteína de membrana y pasa por una etapa intermedia durante la reacción donde se autofosforila con un grupo fosfato unido covalentemente a un residuo de aminoacilo básico a través de un enlace NP.
Varias enzimas catalizan la polimerización de polifosfato. Algunas de estas enzimas acoplan la fosfotransferencia al transporte transmembrana. Estas enzimas/transportadores están categorizadas en la Base de Datos de Clasificación de Transportadores (TCDB) bajo la Superfamilia de Polifosfato Polimerasa/YidH (TC# 4.E.1) y son transferasas que transfieren grupos fosforilo ( fosfotransferasas ) con polifosfato como aceptor. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es ATP:fosfotransferasa de polifosfato . Esta enzima también se denomina quinasa del ácido polifosfórico .
La superfamilia de la polifosfato polimerasa (TC# 4.E.1) incluye las siguientes familias:
Los eucariotas contienen polifosfato inorgánico (poliP) y acidocalcisomas , que secuestran poliP y almacenan aminoácidos y cationes divalentes. [2] [3] Gerasimaitė et al. [4] demostraron que el poliP producido en el citosol de la levadura es tóxico. La reconstitución de la translocación de poliP con vacuolas purificadas , los acidocalcisomas de la levadura, mostró que el poliP citosólico no se puede importar, mientras que el poliP producido por el complejo de chaperona transportadora vacuolar (VTC), una polimerasa poliP vacuolar endógena, se importa de manera eficiente y no interfiere con el crecimiento. La síntesis e importación de poliP requieren un gradiente electroquímico, probablemente como una fuerza impulsora (parcial) para la translocación de poliP. VTC expone su dominio catalítico al citosol y tiene nueve segmentos transmembrana vacuolares ( TMS ). Las mutaciones en las regiones transmembrana de VTC, que pueden constituir el canal de translocación, bloquean no solo la translocación de polyP sino también la síntesis. Dado que estas mutaciones están lejos del dominio catalítico citosólico de VTC, esto sugiere que el complejo VTC acopla obligatoriamente la síntesis de polyP a su importación vesicular para evitar intermediarios tóxicos en el citosol. Por lo tanto, el proceso se ajusta a la definición clásica de translocación de grupo, donde el sustrato se modifica durante el transporte. El secuestro de polyP que de otro modo sería tóxico puede ser una razón para la existencia de este mecanismo en los acidocalcisomas. [4] La polifosfato quinasa vacuolar (polimerasa) se describe en TCDB con la familia TC# 4.E.1. [5]
Las enzimas de la superfamilia similar a CYTH , que incluyen polifosfato polimerasas, hidrolizan sustratos que contienen trifosfato y requieren cationes metálicos como cofactores . Tienen un sitio activo único ubicado en el centro de un túnel de barril beta antiparalelo de ocho hebras (el túnel de trifosfato). El nombre CYTH se originó a partir de la designación genética de las adenilil ciclasas bacterianas de clase IV (CyaB) y de la tiamina trifosfatasa (THTPA). Las adenilato ciclasas de clase IV catalizan la conversión de ATP en AMP cíclico 3',5' (cAMP) y PPi. La tiamina trifosfatasa es una enzima citosólica soluble que convierte el trifosfato de tiamina en difosfato de tiamina. Esta superfamilia de dominios también contiene ARN trifosfatasas, polifosfato polimerasas asociadas a la membrana, tripolifosfatasas, nucleósido trifosfatasas, nucleósido tetrafosfatasas y otras proteínas con funciones desconocidas.
La reacción generalizada catalizada por las polifosfato polimerasas vectoriales es: [5]
VTC2 tiene tres dominios reconocidos: un dominio SPX N-terminal , un dominio central grande similar a CYTH y un dominio transmembrana VTC1 (DUF202) más pequeño. El dominio SPX se encuentra en Syg1, Pho81, XPR1 (SPX) y proteínas relacionadas. Este dominio se encuentra en los extremos amino de una variedad de proteínas. En la proteína de levadura, Syg1, el extremo N se une directamente a la subunidad beta de la proteína G e inhibe la transducción de la señal de la feromona de apareamiento . De manera similar, el extremo N de la proteína humana XPR1 se une directamente a la subunidad beta del heterotrímero de la proteína G, lo que conduce a un aumento de la producción de AMPc. Por lo tanto, este dominio está involucrado en la transducción de señales asociadas a la proteína G. Los extremos N de varias proteínas implicadas en la regulación del transporte de fosfato, incluidos los supuestos sensores del nivel de fosfato, Pho81 de Saccharomyces cerevisiae y NUC-2 de Neurospora crassa , tienen este dominio.
Los dominios SPX de los transportadores de fosfato de baja afinidad de S. cerevisiae , Pho87 y Pho90, autorregulan la captación y previenen el eflujo. Esta inhibición dependiente de SPX está mediada por una interacción física con Spl2. NUC-2 contiene varias repeticiones de anquirina . Varios miembros de esta familia están anotados como proteínas XPR1: el receptor de retrovirus xenotrópico y politrópico confiere susceptibilidad a la infección con virus de leucemia murina xenotrópicos y politrópicos (MLV). La infección por estos retrovirus puede inhibir la señalización de AMPc mediada por XPR1 y provocar toxicidad y muerte celular. Se ha observado la similitud entre los reguladores de fosfato Syg1 y las secuencias XPR1, así como la similitud adicional con varias proteínas previstas de función desconocida, de Drosophila melanogaster , Arabidopsis thaliana , Caenorhabditis elegans , Schizosaccharomyces pombe , S. cerevisiae y muchos otros organismos diversos. [5]
A partir de 2015, se han resuelto varias estructuras para esta clase de enzimas, con códigos de acceso PDB 1XDO, 1XDP, 2O8R, 3CZP, 3CZQ, 3RHF.
Los miembros de la familia YidH se encuentran en bacterias, arqueas y eucariotas. Los miembros de esta familia incluyen YidH de E. coli (TC# 9.B.51.1.1) que tiene 115 residuos de aminoacilo y 3 TMS de naturaleza α-helicoidal . [6] El primer TMS tiene un bajo nivel de hidrofobicidad, el segundo tiene un nivel moderado de hidrofobicidad y el tercero tiene un carácter muy hidrofóbico. Estos rasgos parecen ser característicos de todos los miembros de esta familia. Una lista representativa de proteínas pertenecientes a esta familia se puede encontrar en la Base de datos de clasificación de transportadores. En los hongos, un homólogo largo de 351 aas tiene un dominio DUF202 de 3 TMS similar en su extremo C-terminal.
{{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )