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Transaldolasa

La transaldolasa es una enzima ( EC 2.2.1.2) de la fase no oxidativa de la vía de las pentosas fosfato . En los seres humanos, la transaldolasa está codificada por el gen TALDO1 . [3] [4]

La siguiente reacción química es catalizada por la transaldolasa:

sedoheptulosa 7-fosfato + gliceraldehído 3-fosfato eritrosa 4-fosfato + fructosa 6-fosfato

Importancia clínica

La vía de la pentosa fosfato tiene dos funciones metabólicas: (1) generación de nicotinamida adenina dinucleótido fosfato ( NADPH reducido ), para la biosíntesis reductora, y (2) formación de ribosa , que es un componente esencial del ATP , ADN y ARN . La transaldolasa vincula la vía de la pentosa fosfato con la glucólisis . En pacientes con deficiencia de transaldolasa, hay una acumulación de eritritol (de eritrosa 4-fosfato ), D- arabitol y ribitol . [5] [6]

La deleción de 3 pares de bases en el gen TALDO1 da como resultado la ausencia de serina en la posición 171 de la proteína transaldolasa, que forma parte de una región altamente conservada, lo que sugiere que la mutación causa la deficiencia de transaldolasa que se encuentra en los eritrocitos y linfoblastos . [5] La deleción de este aminoácido puede provocar cirrosis hepática y hepatoesplenomegalia (agrandamiento del bazo y el hígado) durante la primera infancia. La transaldolasa también es un objetivo de la autoinmunidad en pacientes con esclerosis múltiple . [7]

Estructura

Sitio activo de la enzima transaldolasa que resalta los residuos de aminoácidos clave (Asp-27, Glu-106 y Lys-142) involucrados en la catálisis. [1]

La transaldolasa es un dominio único compuesto por 337 aminoácidos. La estructura central es un barril α/β , similar a otras aldolasas de clase I, formado por ocho láminas β paralelas y siete hélices α . También hay siete hélices α adicionales que no forman parte del barril. Los aminoácidos hidrófobos se encuentran entre las láminas β del barril y las hélices α circundantes para contribuir al empaquetamiento, como el área que contiene Leu-168, Phe-170, Phe-189, Gly-311 y Phe-315. En el cristal, la transaldolasa humana forma un dímero, con las dos subunidades conectadas por 18 residuos en cada subunidad. Vea el mecanismo a la izquierda para obtener más detalles.

El sitio activo, ubicado en el centro del barril, contiene tres residuos clave: lisina-142, glutamato-106 y aspartato-27. La lisina mantiene el azúcar en su lugar mientras que el glutamato y el aspartato actúan como donantes y aceptores de protones. [1]

Mecanismo de catálisis

El residuo de lisina-142 en el sitio activo de la transaldolasa forma una base de Schiff con el grupo ceto en sedoheptulosa-7-fosfato después de la desprotonación por otro residuo del sitio activo, glutamato-106. El mecanismo de reacción es similar a la reacción inversa catalizada por la aldolasa : el enlace que une los carbonos 3 y 4 se rompe, dejando dihidroxiacetona unida a la enzima a través de una base de Schiff. Esta reacción de escisión genera el inusual azúcar aldosa eritrosa-4-fosfato . Luego, la transaldolasa cataliza la condensación de gliceraldehído-3-fosfato con la base de Schiff de dihidroxiacetona , produciendo fructosa 6-fosfato unida a la enzima . La hidrólisis de la base de Schiff libera fructosa 6-fosfato libre , uno de los productos de la vía de las pentosas fosfato.

  • Esquema de reacción para la conversión de sedoheptulosa-7-fosfato a fructosa-6-fosfato.[8]
    Esquema de reacción para la conversión de sedoheptulosa-7-fosfato a fructosa-6-fosfato. [8]
  • La vía de la pentosa fosfato adaptada de (Verhoeven, 2001)[5]
    La vía de la pentosa fosfato adaptada de (Verhoeven, 2001) [5]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc PDB : 1F05 ​; Thorell S, Gergely P, Banki K, Perl A, Schneider G (junio de 2000). "La estructura tridimensional de la transaldolasa humana". FEBS Lett . 475 (3): 205–8. doi :10.1016/S0014-5793(00)01658-6. PMID  10869557. S2CID  33590067.
  2. ^ Las imágenes de gráficos moleculares se produjeron utilizando el paquete UCSF Chimera del Recurso para Biocomputación, Visualización e Informática de la Universidad de California, San Francisco. Pettersen EF, Goddard TD, Huang CC, Couch GS, Greenblatt DM, Meng EC, Ferrin TE (octubre de 2004). "UCSF Chimera: un sistema de visualización para la investigación y el análisis exploratorios". J Comput Chem . 25 (13): 1605–12. CiteSeerX 10.1.1.456.9442 . doi :10.1002/jcc.20084. PMID  15264254. S2CID  8747218. 
  3. ^ "Gen Entrez: transaldolasa 1".
  4. ^ Banki K, Eddy RL, Shows TB, Halladay DL, Bullrich F, Croce CM, Jurecic V, Baldini A, Perl A (octubre de 1997). "El gen de la transaldolasa humana (TALDO1) se encuentra en el cromosoma 11 en p15.4-p15.5". Genomics . 45 (1): 233–8. doi :10.1006/geno.1997.4932. PMID  9339383.
  5. ^ abc Verhoeven NM, Huck JH, Roos B, Struys EA, Salomons GS, Douwes AC, van der Knaap MS, Jakobs C (mayo de 2001). "Deficiencia de transaldolasa: cirrosis hepática asociada a un nuevo error congénito en la vía de las pentosas fosfato". Am. J. Hum. Genet . 68 (5): 1086–92. doi :10.1086/320108. PMC 1226089. PMID  11283793 . 
  6. ^ Perl A (junio de 2007). "La patogénesis de la deficiencia de transaldolasa". IUBMB Life . 59 (6): 365–73. doi : 10.1080/15216540701387188 . PMID  17613166. S2CID  10428599.
  7. ^ Niland B, Perl A (2004). "Evaluación de la autoinmunidad a la transaldolasa en la esclerosis múltiple". Autoinmunidad . Vol. 102. págs. 155–71. doi :10.1385/1-59259-805-6:155. ISBN 978-1-59259-805-2. Número PMID  15286385. {{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )
  8. ^ Jia J, Schörken U, Lindqvist Y, Sprenger GA, Schneider G (enero de 1997). "Estructura cristalina del complejo intermedio de base de Schiff reducida de la transaldolasa B de Escherichia coli: implicaciones mecanicistas para las aldolasas de clase I". Protein Sci . 6 (1): 119–24. doi :10.1002/pro.5560060113. PMC 2143518 . PMID  9007983. Archivado desde el original el 2008-05-01 . Consultado el 2008-12-19 . 

Enlaces externos