La homogentisato 1,2-dioxigenasa ( oxidasa del ácido homogentísico , homogentisato oxidasa , homogentisicasa ) es una enzima que cataliza la conversión de homogentisato en 4-maleilacetoacetato . La homogentisato 1,2-dioxigenasa o HGD está involucrada en el catabolismo de los anillos aromáticos, más específicamente en la descomposición de los aminoácidos tirosina y fenilalanina . [1] La HGD aparece en la vía metabólica de degradación de tirosina y fenilalanina una vez que se produce la molécula homogentisato. El homogentisato reacciona con la HGD para producir maleilacetoacetato, que luego se utiliza en la vía metabólica. La HGD requiere el uso de Fe 2+ y O 2 para escindir el anillo aromático del homogentisato. [2]
El sitio activo de la Homogentisato 1,2-dioxigenasa se determinó a través de la estructura cristalina, que fue capturada a través del trabajo de Titus et al. [1] A través de la estructura cristalina, se encontró que el sitio activo contenía los siguientes residuos; His292, His335, His365, His371 y Glu341.
El homogeneizador se une en el sitio activo a Glu341, His335 e His371 a través del átomo de Fe2 + . El His292 se une al grupo hidroxilo del anillo aromático. El His365 se une a Glu341 a través de enlaces de hidrógeno para estabilizar las cadenas laterales de aminoácidos.
La homegentisato 1,2 dioxigenasa está involucrada en un tipo de enfermedades metabólicas, llamada alcaptonuria . Este trastorno se debe a la incapacidad del cuerpo para lidiar con el homogentisato, que cuando se oxida por el cuerpo producirá el compuesto conocido como pigmento ocronótico , que causa un color negro y tiene varios efectos negativos. [ cita requerida ] El primero de estos efectos es que la cera del oído del paciente comenzará a volverse negra o roja, depende de la dieta del paciente, ya que la sangre se oxida y, por lo tanto, se vuelve negra debido al exceso del pigmento ocronótico. El otro efecto del pigmento ocronótico es que puede acumularse en el tejido conectivo del cuerpo dando lugar a artritis degenerativa , a medida que la persona envejece. [2] La alcaptonuria tiene otro efecto, ya que puede hacer que la orina también se vuelva negra si se deja reposar durante el tiempo suficiente para que se oxide, aunque este es a menudo un método para probar el defecto genético. La enfermedad metabólica es autosómica recesiva , de modo que ambos padres deben transmitir el gen a sus hijos para que éstos tengan el defecto. [ cita requerida ]
Borowski et al. proponen un mecanismo para la HGD en su artículo publicado en el Journal of the American Chemical Society. Basan su mecanismo en los resultados de los cálculos DFT híbridos con funcionales B3LYP utilizando los programas Gaussian03 y Jaguar . La apertura del anillo aromático en el homogentisato es un proceso de varios pasos. En los dos primeros pasos, el Fe2 + se coordina con los oxígenos del carbonilo y el ortofenol. El átomo de hierro también se coordina con His335, His371 y Glu341. Luego, el O2 se une al átomo de hierro, [2] reaccionando posteriormente con el anillo aromático para formar un intermedio con puente peroxo.
En el siguiente paso, el O2 se escinde y se forma un epóxido . Este epóxido intermedio permite que las reacciones radicalarias abran y oxiden el anillo de seis miembros.
