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Amina oxidasa (que contiene cobre)

La aminooxidasa (que contiene cobre) ( AOC ) ( EC 1.4.3.21 y EC 1.4.3.22; anteriormente EC 1.4.3.6) es una familia de enzimas aminooxidasas que incluye tanto la aminooxidasa primaria como la diaminooxidasa ; estas enzimas catalizan la oxidación de una amplia gama de aminas biógenas , incluidos muchos neurotransmisores , histamina y aminas xenobióticas. Actúan como un homodímero unido por disulfuro . Catalizan la oxidación de aminas primarias a aldehídos, con la posterior liberación de amoníaco y peróxido de hidrógeno , que requiere un ion de cobre por subunidad y topaquinona como cofactor: [2]

RCH 2 NH 2 + H 2 O + O 2 RCHO + NH 3 + H 2 O 2

Los 3 sustratos de esta enzima son aminas primarias (RCH2NH2), H 2 O y O 2 , mientras que sus 3 productos son RCHO , NH 3 y H 2 O 2 .

Las aminooxidasas que contienen cobre se encuentran en bacterias, hongos, plantas y animales. En los procariotas, la enzima permite que varios sustratos de amina se utilicen como fuentes de carbono y nitrógeno. [3] [4]

Esta enzima pertenece a las oxidorreductasas , específicamente aquellas que actúan sobre el grupo CH-NH2 de donantes con oxígeno como aceptor. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es oxidorreductasa de amina:oxígeno (desaminante) (que contiene cobre) . Esta enzima participa en 8 vías metabólicas : ciclo de la urea y metabolismo de grupos amino , metabolismo de glicina, serina y treonina, metabolismo de histidina , metabolismo de tirosina , metabolismo de fenilalanina , metabolismo del triptófano , metabolismo de beta-alanina y biosíntesis de alcaloides ii. Tiene 2 cofactores : cobre y PQQ .

Estructura

La estructura tridimensional de la aminooxidasa de cobre se determinó mediante cristalografía de rayos X. [1] Las aminooxidasas de cobre se presentan como homodímeros en forma de hongo de 70-95 kDa, cada monómero contiene un ion de cobre y un cofactor redox unido covalentemente , la topaquinona (TPQ). La TPQ se forma por modificación postraduccional de un residuo de tirosina conservado. El ion de cobre está coordinado con tres residuos de histidina y dos moléculas de agua en una geometría piramidal cuadrada distorsionada, y tiene una doble función en la catálisis y la biogénesis de la TPQ. El dominio catalítico es el más grande de los 3-4 dominios encontrados en las aminooxidasas de cobre, y consiste en un sándwich beta de 18 hebras en dos láminas. El sitio activo está enterrado y requiere un cambio conformacional para permitir el acceso al sustrato.

Los dominios N-terminales N2 y N3 comparten un pliegue estructural común, cuyo núcleo consiste en alfa-beta(4), donde la hélice está empaquetada contra las láminas beta antiparalelas enrolladas. Se encuentra un dominio adicional en el extremo N-terminal de algunas oxidasas de amina de cobre, así como en proteínas relacionadas como la hidrolasa de la pared celular y la N-acetilmuramoil-L-alanina amidasa . Este dominio consiste en una lámina beta antiparalela de cinco cadenas enrollada alrededor de una hélice alfa . [5] [6]

Función

En los eucariotas tienen una gama más amplia de funciones, incluida la diferenciación y el crecimiento celular, la cicatrización de heridas, la desintoxicación y la señalización celular; [7] una enzima AOC ( AOC3 ) funciona como una proteína de adhesión vascular (VAP-1) en algunos tejidos de mamíferos. [1]

Proteínas humanas que contienen este dominio

Véase también

Referencias

  1. ^ abc PDB : 3LOY ​; Chang CM, Klema VJ, Johnson BJ, Mure M, Klinman JP, Wilmot CM (marzo de 2010). "Análisis cinético y estructural de la especificidad del sustrato en dos amina oxidasas de cobre de Hansenula polymorpha". Bioquímica . 49 (11): 2540–50. doi :10.1021/bi901933d. PMC  2851405 . PMID  20155950.
  2. ^ Convery MA, Phillips SE, McPherson MJ, Yadav KD, Knowles PF, Parsons MR, Wilmot CM, Blakeley V, Corner AS (1995). "Estructura cristalina de una quinoenzima: la aminooxidasa de cobre de Escherichia coli con una resolución de 2 A". Structure . 3 (11): 1171–1184. doi : 10.1016/s0969-2126(01)00253-2 . ​​PMID  8591028.
  3. ^ Murray JM, Convery MA, Phillips SE, McPherson MJ, Knowles PF, Parsons MR, Wilmot CM, Blakeley V, Corner AS, Alton G, Palcic MM (1997). "Mecanismo catalítico de la quinoenzima amino oxidasa de Escherichia coli: exploración de la semirreacción reductora". Bioquímica . 36 (7): 1608–1620. doi :10.1021/bi962205j. PMID  9048544.
  4. ^ Tanizawa K, Guss JM, Freeman HC, Yamaguchi H, Wilce MC, Dooley DM, Matsunami H, Mcintire WS, Ruggiero CE (1997). "Estructuras cristalinas de la aminooxidasa que contiene cobre de Arthrobacter globiformis en las formas holo y apo: implicaciones para la biogénesis de la topaquinona". Bioquímica . 36 (51): 16116–16133. doi :10.1021/bi971797i. PMID  9405045.
  5. ^ Parsons MR, Convery MA, Wilmot CM, Yadav KD, Blakeley V, Corner AS, Phillips SE, McPherson MJ, Knowles PF (noviembre de 1995). "Estructura cristalina de una quinoenzima: la aminooxidasa de cobre de Escherichia coli con una resolución de 2 A". Structure . 3 (11): 1171–84. doi : 10.1016/s0969-2126(01)00253-2 . ​​PMID  8591028.
  6. ^ Wilmot CM, Hajdu J, McPherson MJ, Knowles PF, Phillips SE (noviembre de 1999). "Visualización de dioxígeno unido a cobre durante la catálisis enzimática". Science . 286 (5445): 1724–8. doi :10.1126/science.286.5445.1724. PMID  10576737.
  7. ^ Guss JM, Freeman HC, Kumar V, Wilce MC, Dooley DM, Harvey I, Mcguirl MA, Zubak VM (1996). "Estructura cristalina de una aminooxidasa eucariota (plántula de guisante) que contiene cobre a una resolución de 2,2 A". Structure . 4 (8): 943–955. doi : 10.1016/s0969-2126(96)00101-3 . PMID  8805580.

Lectura adicional