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Familia de cofactores transferasas

En biología molecular, la familia de las transferasas de cofactores es una familia de dominios proteicos que incluye las ligasas de proteína biotina, las ligasas de lipoato-proteína A, las octanoil-(proteína transportadora de acilo):proteína N-octanoiltransferasas y las lipoil-proteína:proteína N-lipoiltransferasas. [2] El metabolismo de los cofactores biotina y ácido lipoico comparte esta familia. También comparten el dominio de modificación de diana ( Pfam PF00364) y la enzima de inserción de azufre ( Pfam PF04055).

La proteína ligasa de biotina (BPL) es la enzima responsable de unir la biotina a una lisina específica en la proteína transportadora de carboxilo de biotina . Es probable que cada organismo tenga solo una proteína BPL. La unión de la biotina es una reacción de dos pasos que da como resultado la formación de un enlace amida entre el grupo carboxilo de la biotina y el grupo épsilon-amino de la lisina modificada. La unión de la biotina es necesaria para la biosíntesis de biotina y la utilización de biotina libre. [3]

La lipoato-proteína ligasa cataliza la formación de un enlace amida entre el ácido lipoico y un residuo de lisina específico del dominio lipoilo de las enzimas dependientes de lipoato. Son necesarias para la utilización del ácido lipoico libre. [4]

Octanoil-(proteína transportadora de acilo): las proteínas N-octanoiltransferasas, u octanoiltransferasas, son necesarias para la biosíntesis del ácido lipoico. Transfieren octanoato de la proteína transportadora de acilo (ACP), parte de la biosíntesis de ácidos grasos, al residuo de lisina específico de los dominios lipoilo. [5] Existen dos isoenzimas de octanoiltransferasas en esta superfamilia. [6]

Las lipoil-proteína:proteína N-lipoiltransferasas, o lipoilamidotransferasas, son necesarias para el metabolismo del ácido lipoico en algunos organismos. Transfieren ácido lipoico u octanoato desde los dominios lipoilo y lo transfieren a otros dominios lipoilo. En Bacillus subtilis, la transferencia se realiza desde la proteína H del sistema de escisión de glicina, GcvH, a otros dominios lipoilo. Esto se debe a que la octanoiltransferasa de B. subtilis es específica para GcvH. [7] [8]

Estructura

Las octanoiltransferasas y lipoil-amidotransferasas son enzimas de dominio único. Las ligasas de proteína lipoato caracterizadas requieren un dominio accesorio adicional ( Pfam PF10437) para adenilar el sustrato acilo. Las ligasas de proteína biotina tienen un dominio C-terminal adicional que participa en la adenilación y dimerización de la biotina. Las ligasas de proteína biotina también pueden tener un dominio N-terminal adicional necesario para la unión del ADN, aunque este dominio no siempre está presente. [1] [2]

Referencias

  1. ^ ab Wilson KP, Shewchuk LM, Brennan RG, Otsuka AJ, Matthews BW (octubre de 1992). "La estructura cristalina de la holoenzima sintetasa/biorrepresora de biotina de Escherichia coli delinea los dominios de unión a la biotina y al ADN". Proc. Natl. Sci. USA . 89 (19): 9257–61. Bibcode :1992PNAS...89.9257W. doi : 10.1073/pnas.89.19.9257 . PMC  50105 . PMID  1409631.
  2. ^ ab Reche PA (octubre de 2000). "Las enzimas lipoilantes y biotinilantes contienen un módulo catalítico homólogo". Protein Sci . 9 (10): 1922–9. doi :10.1110/ps.9.10.1922. PMC 2144473 . PMID  11106165. 
  3. ^ Chapman-Smith A, Cronan JE (septiembre de 1999). "La biotinilación enzimática de proteínas: una modificación postraduccional de especificidad excepcional". Trends Biochem. Sci . 24 (9): 359–63. doi :10.1016/s0968-0004(99)01438-3. PMID  10470036.
  4. ^ Morris TW, Reed KE, Cronan JE (junio de 1994). "Identificación del gen que codifica la lipoato-proteína ligasa A de Escherichia coli. Clonación molecular y caracterización del gen lplA y del producto génico". J. Biol. Chem . 269 (23): 16091–100. doi : 10.1016/S0021-9258(17)33977-7 . PMID:  8206909.
  5. ^ Cronan JE, Zhao X, Jiang Y (2005). Función, unión y síntesis del ácido lipoico en Escherichia coli . Avances en fisiología microbiana. Vol. 50. págs. 103–46. doi :10.1016/S0065-2911(05)50003-1. ISBN . 9780120277506. Número de identificación personal  16221579. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
  6. ^ Christensen QH, Cronan JE (2010). "Síntesis de ácido lipoico: una nueva familia de octanoiltransferasas generalmente anotadas como lipoato proteína ligasas". Bioquímica . 49 (46): 10024–36. doi :10.1021/bi101215f. PMC 2982868 . PMID  20882995. 
  7. ^ Christensen QH, Martin N, Mansilla MC, de Mendoza D, Cronan JE (2011). "Una nueva amidotransferasa necesaria para el ensamblaje del cofactor de ácido lipoico en Bacillus subtilis". Mol. Microbiol . 80 (2): 350–63. doi :10.1111/j.1365-2958.2011.07598.x. PMC 3088481 . PMID  21338421. 
  8. ^ Martin N, Christensen QH, Mansilla MC, Cronan JE, de Mendoza D (2011). "Un nuevo requisito de dos genes para la reacción de transferencia de octanoilo en la biosíntesis del ácido lipoico de Bacillus subtilis". Mol. Microbiol . 80 (2): 335–49. doi :10.1111/j.1365-2958.2011.07597.x. PMC 3086205. PMID 21338420  .