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Bromoperoxidasa de vanadio

Sitio activo de la enzima bromoperoxidasa de vanadio, que produce la mayoría de los compuestos organobromados de la tierra .

Las bromoperoxidasas de vanadio son un tipo de enzimas llamadas haloperoxidasas . Su función principal es eliminar el peróxido de hidrógeno que se produce durante la fotosíntesis dentro o alrededor de la célula. Al producirse ácido hipobromoso (HOBr) en una reacción secundaria con materia orgánica disuelta , lo que resulta es la bromación de compuestos orgánicos que se asocian a la defensa del organismo. Estas enzimas producen la mayor parte de los compuestos organobromados naturales del mundo.

Las bromoperoxidasas de vanadio son una de las pocas clases de enzimas que requieren vanadio . El sitio activo presenta un centro de óxido de vanadio unido a la proteína a través de una cadena lateral de histidina y una colección de enlaces de hidrógeno a los ligandos de óxido. [1]

Ocurrencia y función

Se han encontrado bromoperoxidasas de vanadio en bacterias, hongos, macroalgas marinas ( algas marinas ) y microalgas marinas ( diatomeas ) que producen compuestos orgánicos bromados. [2] No se ha identificado definitivamente como la bromoperoxidasa de eucariotas superiores, como los caracoles murex , que tienen una bromoperoxidasa muy estable y específica, pero quizás no dependiente de vanadio. [3] Si bien aún se desconoce el propósito de la bromoperoxidasa, las principales teorías incluyen que es una forma de regular el peróxido de hidrógeno producido por la fotosíntesis y/o como un mecanismo de autodefensa al producir ácido hipobromoso que previene el crecimiento de bacterias. [4] [5]

Las enzimas catalizan la oxidación del bromuro (0,0067% del agua de mar ) por el peróxido de hidrógeno . El catión bromonio electrófilo resultante (Br + ) ataca a los hidrocarburos (simbolizados como RH en la siguiente ecuación):

RH + Br − + H 2 O 2 → R-Br + H 2 O + OH −

La bromación actúa sobre una variedad de materia orgánica disuelta y cada vez más la bromación conduce a la formación de bromoformo . [6] Las bromoperoxidasas de vanadio producen aproximadamente entre 1 y 2 millones de toneladas de bromoformo y 56.000 toneladas de bromometano al año. [7] Parcialmente en las regiones polares, que tienen una gran proliferación de microalgas en la primavera, estos compuestos tienen el potencial de ingresar a la troposfera y la estratosfera inferior. [8] [9] A través de la fotólisis , los metanos bromados producen un radical bromo (Br . ) que puede provocar el agotamiento de la capa de ozono. [10] La mayoría de los compuestos organobromados naturales de la tierra surgen por la acción de esta enzima.

Referencias

  1. ^ Butler A, Carter-Franklin JN (febrero de 2004). "El papel de la bromoperoxidasa de vanadio en la biosíntesis de productos naturales marinos halogenados". Informes de productos naturales . 21 (1): 180–8. doi :10.1039/b302337k. PMID  15039842.
  2. ^ Moore RM, Webb M, Tokarczyk R, Wever R (15 de septiembre de 1996). "Enzimas bromoperoxidasa y yodoperoxidasa y producción de metanos halogenados en cultivos de diatomeas marinas". Revista de investigación geofísica: océanos . 101 (C9): 20899–20908. Código bibliográfico : 1996JGR...10120899M. doi :10.1029/96JC01248.
  3. ^ Invierno, JM; Moore, BS (julio de 2009). "Explorando la química y biología de las haloperoxidasas dependientes de vanadio". La Revista de Química Biológica . 284 (28): 18577–18581. doi : 10.1074/jbc.R109.001602 . PMC 2707250 . PMID  19363038. 
  4. ^ Gribble, Gordon W. (17 de diciembre de 2009). Compuestos organohalogenados naturales: una actualización completa . Springer-Verlag/Wein. Código bibliográfico : 2010nooc.book.....G. ISBN 978-3-211-99322-4.
  5. ^ Renirie R, Dewilde A, Pierlot C, Wever R, Hober D, Aubry JM (julio de 2008). "Actividad bactericida y virucida del mutante alcalófilo P395D / L241V / T343A de la cloroperoxidasa de vanadio". Revista de Microbiología Aplicada . 105 (1): 264–270. doi : 10.1111/j.1365-2672.2008.03742.x . PMID  18266697.
  6. ^ Mayordomo, A.; Sandy, M. (agosto de 2009). "Consideraciones mecanicistas de enzimas halogenantes". Naturaleza . 460 (7257): 848–854. Código Bib :2009Natur.460..848B. doi : 10.1038/naturaleza08303. PMID  19675645. S2CID  4344990.
  7. ^ Gribble, GW (1999). "La diversidad de compuestos organobromados naturales". Reseñas de la sociedad química . 28 (5): 335–346. doi :10.1039/a900201d.
  8. ^ Wever, R.; van der Horst, MA (septiembre de 2013). "El papel de las haloperoxidasas de vanadio en la formación de compuestos bromados volátiles y su impacto en el medio ambiente" (PDF) . Transacciones Dalton . 42 (33): 11778–11786. doi :10.1039/c3dt50525a. PMID  23657250.
  9. ^ Colina, VL; Manley, SL (mayo de 2009). "Liberación de bromo y yodo reactivos de diatomeas y su posible papel en la transferencia de halógenos en océanos polares y tropicales". Limnología y Oceanografía . 54 (3): 812–822. Código Bib : 2009LimOc..54..812H. doi :10.4319/lo.2009.54.3.0812.
  10. ^ Saiz-López, A.; von Glasow, R. (octubre de 2012). "Química reactiva de halógenos en la troposfera". Reseñas de la sociedad química . 41 (19): 6448–6472. doi :10.1039/c2cs35208g. PMID  22940700.

enlaces externos


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