Las molibdopterinas son una clase de cofactores que se encuentran en la mayoría de las enzimas que contienen molibdeno y en todas las que contienen tungsteno . Los sinónimos de molibdopterina son: MPT y ditiolato de piranopterina. La nomenclatura de esta biomolécula puede resultar confusa: la molibdopterina en sí no contiene molibdeno; más bien, este es el nombre del ligando (una pterina ) que se unirá al metal activo. Después de que la molibdopterina finalmente forma un complejo con molibdeno, el ligando completo generalmente se denomina cofactor de molibdeno .
La molibdopterina consiste en una piranopterina, un heterociclo complejo que presenta un pirano fusionado a un anillo de pterina . Además, el anillo de pirano contiene dos tiolatos , que sirven como ligandos en las enzimas molibdo y tungstoenzimas. En algunos casos, el grupo alquilfosfato se reemplaza por un nucleótido de alquildifosfato . Las enzimas que contienen el cofactor molibdopterina incluyen xantina oxidasa , DMSO reductasa , sulfito oxidasa y nitrato reductasa .
Las únicas enzimas que contienen molibdeno y que no contienen molibdopterinas son las nitrogenasas (enzimas que fijan nitrógeno). Estos contienen un centro de hierro y azufre de un tipo muy diferente, que también contiene molibdeno. [5]
A diferencia de muchos otros cofactores, el cofactor de molibdeno (Moco) no puede absorberse como nutriente. Por tanto, el cofactor requiere una biosíntesis de novo . La biosíntesis del cofactor de molibdeno se produce en cuatro pasos: (i) la ciclación mediada por radicales del nucleótido, trifosfato de guanosina (GTP), a (8S)-3',8-ciclo-7,8-dihidroguanosina 5'-trifosfato ( 3', 8-cH 2 GTP ), (ii) la formación de monofosfato de piranopterina cíclico (cPMP) a partir del 3',8-cH 2 GTP , (iii) la conversión de cPMP en molibdopterina (MPT), (iv) la inserción de molibdato en MPT para formar Moco. [6] [7]
Dos reacciones mediadas por enzimas convierten el trifosfato de guanosina en el fosfato cíclico de piranopterina. Una de estas enzimas es un radical SAM , una familia de enzimas a menudo asociadas con reacciones de formación de enlaces C—X (X = S, N). [8] [7] [6] Esta piranopterina intermedia se convierte luego en molibdopterina mediante la acción de tres enzimas más. En esta conversión se forma el eneditiolato, aunque los sustituyentes del azufre siguen siendo desconocidos. El azufre se transporta desde el persulfuro de cisteinilo de una manera que recuerda a la biosíntesis de proteínas de hierro y azufre . El monofosfato se adenila (acopla al ADP) en un paso que activa el cofactor para unir Mo o W. Estos metales se importan como sus oxianiones, molibdato y tungstato .
En algunas enzimas, como la xantina oxidasa , el metal está unido a una molibdopterina, mientras que, en otras enzimas, por ejemplo, la DMSO reductasa , el metal está unido a dos cofactores de molibdopterina. [9]
Los modelos para los sitios activos de las enzimas que contienen molibdopterina se basan en una clase de ligandos conocidos como ditiolenos . [10]
Algunas oxidorreductasas bacterianas utilizan el tungsteno de forma similar al molibdeno, utilizándolo en un complejo de tungsteno- pterina , con molibdopterina. Por tanto, la molibdopterina puede formar complejos con molibdeno o tungsteno. Las enzimas que utilizan tungsteno suelen reducir los ácidos carboxílicos libres a aldehídos. [11]
La primera enzima descubierta que requiere tungsteno también requiere selenio (aunque se desconoce la forma precisa). En este caso, se ha especulado que el par tungsteno-selenio funciona de manera análoga al par molibdeno-azufre de algunas enzimas que requieren cofactor de molibdeno. [12] Aunque se ha descubierto que una xantina deshidrogenasa de bacterias que contiene tungsteno contiene tungsteno-molibdopterina y también selenio no unido a proteínas (eliminando así la posibilidad de que haya selenio en forma de selenocisteína o selenometionina ), no se ha encontrado un complejo de tungsteno-selenio-molibdopterina. sido descrito definitivamente. [13]
A continuación se detallan las enzimas que utilizan molibdopterina como cofactor o grupo protésico . [5] La molibdopterina es un:
Nombre IUPAC [2-amino-4-oxo-6,7-bis(sulfanil)-3,5,5~{a},8,9~{a},10-hexahidropirano[3,2-g]pteridin- 8-il]metil dihidrógenofosfato
InChI InChI=1S/C10H14N5O6PS2/c11-10-14-7-4(8(16)15-10)12-3-6(24)5(23)2(21-9(3)13-7)1 -20-22(17,18)19/h2-3,9,12,23-24H,1H2,(H2,17,18,19)(H4,11,13,14,15,16)
InChI=1S/C10H14N5O6PS2/c11-10-14-7-4(8(16)15-10)12-3-6(24)5(23)2(21-9(3)13-7)1- 20-22(17,18)19/h2-3,9,12,23-24H,1H2,(H2,17,18,19)(H4,11,13,14,15,16)
Clave InChi HPEUEJRPDGMIMY-UHFFFAOYSA-N