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Arogenato deshidratasa

La arogenato deshidratasa (ADT) ( EC 4.2.1.91) es una enzima que cataliza la reacción química

L -arogenato → L fenilalanina + H 2 O + CO 2

Ciertas formas de la proteína tienen el potencial de catalizar una segunda reacción, [1]

L -prefenato → L -fenilpiruvato + H 2 O + CO 2

Esta enzima participa en la biosíntesis de fenilalanina , tirosina y triptófano (a la derecha se muestra un ejemplo de estructura). [2]

Nomenclatura

Esta enzima pertenece a la familia de las liasas , específicamente a las hidroliasas , que rompen los enlaces carbono-oxígeno. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es L-arogenato hidroliasa (descarboxilante; formadora de L-fenilalanina) . Otros nombres de uso común incluyen:

Reacción

Los grupos carboxilo e hidróxido (mostrados en rojo) unidos al anillo de 2,5-ciclohexeno se eliminan del L-arogenato, quedando dióxido de carbono y agua . El anillo de 2,5-ciclohexeno se convierte en un anillo de fenilo y se forma L-fenilalanina.

La arogenato deshidratasa convierte el L-arogenato en L-fenilalanina, dióxido de carbono y agua.

Se ha demostrado que ciertas formas de ADT exhiben cierta actividad de prefenato deshidratasa (PDT) además de la actividad estándar de ADT descrita anteriormente. [1] Conocidas como ciclohexadienil deshidratasas o carbociclohexadienil deshidratasas (enumeradas anteriormente), [1] estas formas de la enzima catalizan el mismo tipo de reacción (una descarboxilación y una deshidratación ) en el prefenato . Los grupos carboxilo e hidróxido (en rojo) unidos al anillo de 2,5-ciclohexeno se eliminan, dejando fenilpiruvato .

La arogenato deshidratasa convierte el prefenato en fenilpiruvato, dióxido de carbono y agua.

Función

La ADT cataliza una reacción caracterizada por dos cambios importantes en la estructura del sustrato , que son una descarboxilación y una deshidratación ; la enzima elimina un grupo carboxilo y una molécula de agua (respectivamente). [1] Ambos productos potenciales de esta reacción (L-arogenato y fenilpiruvato) ocurren al final o cerca del final de la vía biosintética. Se ha informado de la síntesis total de L-arogenato. [3] [4]

Estructura

La estructura de las arogenato deshidratasas se describe como compuesta, en su mayor parte, por tres secciones principales. Las ADT contienen un péptido de tránsito N-terminal , un dominio similar a PDT y un dominio ACT ( A espartoquinasa, clorismato mutasa, T yrA) . [5]

Homólogos

Se han aislado homólogos de ADT en Arabidopsis thaliana ( berro de oreja de conejo ) , [5] Nicotiana sylvestris (tabaco), [6] Spinacia oleracea (espinaca), [6] Petunia hybrida , [7] Sorghum bicolor , [8] Oryza sativa , [9] y Pinus pinaster [10], que se consideran plantas de orden superior. Se sabe que Erwinia herbicola [11] y Pseudomonas aeruginosa [12] tienen homólogos de la ciclohexadienil deshidratasa. De las plantas con homólogos de ADT, se sabe que tanto Arabidopsis thaliana , Petunia hybrida y Pinus pinaster tienen parálogos para el gen (seis, tres y nueve, respectivamente). [5] [7] [10]

Referencias

  1. ^ abcd Fischer R, Jensen R (1987). "Arogenato deshidratasa". Metabolismo de aminoácidos aromáticos y aminas . Métodos en enzimología. Vol. 142. págs. 495–502. doi :10.1016/S0076-6879(87)42061-2. ISBN 9780121820428.PMID  3600377 .
  2. ^ Tan K, Marshall N, Buck K, Joachimiak A (2009). "La estructura cristalina del precursor de la ciclohexadienil deshidratasa de Pseudomonas aeruginosa PA01". doi :10.2210/pdb3kbr/pdb. {{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )
  3. ^ Crossley MJ, Reid RC (1994). "Síntesis concisa de arogenato. Un precursor biosintético de fenilalanina y tirosina". Journal of the Chemical Society, Chemical Communications (19): 2237–2238. doi :10.1039/c39940002237.
  4. ^ Danishefsky S, Morris J, Clizbe LA (1 de mayo de 2002). "Síntesis total de pretirosina (arogenato)". Revista de la Sociedad Química Americana . 103 (6): 1602–1604. doi :10.1021/ja00396a070.
  5. ^ abc Cho MH, Corea OR, Yang H, Bedgar DL, Laskar DD, Anterola AM, et al. (octubre de 2007). "Biosíntesis de fenilalanina en Arabidopsis thaliana. Identificación y caracterización de arogenato deshidratasas". The Journal of Biological Chemistry . 282 (42): 30827–35. doi : 10.1074/jbc.m702662200 . PMID  17726025.
  6. ^ ab Jung E, Zamir LO, Jensen RA (octubre de 1986). "Los cloroplastos de plantas superiores sintetizan L-fenilalanina a través de L-arogenato". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 83 (19): 7231–5. Bibcode :1986PNAS...83.7231J. doi : 10.1073/pnas.83.19.7231 . PMC 386689 . PMID  3463961. 
  7. ^ ab Maeda H, Shasany AK, Schnepp J, Orlova I, Taguchi G, Cooper BR, et al. (marzo de 2010). "La supresión de la arogenato deshidratasa 1 mediante RNAi revela que la fenilalanina se sintetiza predominantemente a través de la vía del arogenato en los pétalos de petunia". The Plant Cell . 22 (3): 832–49. doi :10.1105/tpc.109.073247. PMC 2861463 . PMID  20215586. 
  8. ^ Siehl DL, Conn EE (febrero de 1988). "Propiedades cinéticas y reguladoras de la arogenato deshidratasa en plántulas de Sorghum bicolor (L.) Moench". Archivos de bioquímica y biofísica . 260 (2): 822–9. doi :10.1016/0003-9861(88)90513-9. PMID  3124763.
  9. ^ Yamada T, Matsuda F, Kasai K, Fukuoka S, Kitamura K, Tozawa Y, et al. (mayo de 2008). "La mutación de un gen del arroz que codifica una enzima biosintética de fenilalanina da como resultado la acumulación de fenilalanina y triptófano". The Plant Cell . 20 (5): 1316–29. doi :10.1105/tpc.107.057455. PMC 2438470 . PMID  18487352. 
  10. ^ ab El-Azaz J, de la Torre F, Ávila C, Cánovas FM (julio 2016). "Identificación de un pequeño dominio proteico presente en todos los linajes de plantas que confiere alta actividad de prefenato deshidratasa". The Plant Journal . 87 (2): 215–29. doi : 10.1111/tpj.13195 . PMID  27125254.
  11. ^ Xia TH, Ahmad S, Zhao GS, Jensen RA (mayo de 1991). "Una única ciclohexadienil deshidratasa especifica los componentes prefenato deshidratasa y arogenato deshidratasa de una de las dos vías independientes hacia la L-fenilalanina en Erwinia herbicola". Archivos de bioquímica y biofísica . 286 (2): 461–5. doi :10.1016/0003-9861(91)90066-r. PMID  1897969.
  12. ^ Zhao GS, Xia TH, Fischer RS, Jensen RA (febrero de 1992). "Ciclohexadienil deshidratasa de Pseudomonas aeruginosa. Clonación molecular del gen y caracterización del producto génico". The Journal of Biological Chemistry . 267 (4): 2487–93. doi : 10.1016/S0021-9258(18)45905-4 . PMID  1733946.