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Enzima S-adenosilmetionina sintetasa

La S -adenosilmetionina sintetasa ( EC 2.5.1.6), también conocida como metionina adenosiltransferasa ( MAT ), es una enzima que crea S -adenosilmetionina (también conocida como AdoMet, SAM o SAMe) al reaccionar metionina (un aminoácido no polar ) y ATP (la moneda básica de energía). [1]

Función

AdoMet es un donante de metilo para la transmetilación. Cede su grupo metilo y también es el donante de propilamino en la biosíntesis de poliaminas . La síntesis de S-adenosilmetionina puede considerarse el paso limitante de la velocidad del ciclo de la metionina. [2]

Como donante de metilo , la SAM permite la metilación del ADN . Una vez que el ADN está metilado, desactiva los genes y, por lo tanto, se puede considerar que la S-adenosilmetionina controla la expresión genética . [3]

La SAM también está involucrada en la transcripción genética , la proliferación celular y la producción de metabolitos secundarios. [4] Por lo tanto, la SAM sintetasa se está convirtiendo rápidamente en un objetivo farmacológico, en particular para las siguientes enfermedades: depresión , demencia , mielopatía vacuolar, lesión hepática , migraña , osteoartritis y como un posible agente quimiopreventivo del cáncer . [5]

En este artículo se analizan los dominios proteicos que componen la enzima SAM sintetasa y cómo estos dominios contribuyen a su función. Más específicamente, este artículo explora la pseudosimetría triple compartida que hace que los dominios se adapten bien a sus funciones. [6]

Esta enzima cataliza la siguiente reacción química

ATP + L- metionina + H 2 O fosfato + difosfato + S-adenosil-L-metionina

Motivos conservados en el 3'UTR del ARNm de MAT2A

Un análisis comparativo computacional de secuencias de genomas de vertebrados ha identificado un grupo de 6 motivos de horquilla conservados en el 3'UTR del transcrito de ARN mensajero (ARNm) MAT2A. [7] Las horquillas predichas (denominadas AF) tienen una fuerte conservación evolutiva y 3 de las estructuras de ARN predichas (horquillas A, C y D) han sido confirmadas por análisis de sondeo en línea . No se observaron cambios estructurales para ninguna de las horquillas en presencia de metabolitos SAM, S-adenosilhomocisteína o L-metionina. Se propone que estén involucrados en la estabilidad del transcrito y su funcionalidad está actualmente bajo investigación. [7]

Descripción general de las proteínas

La enzima S-adenosilmetionina sintetasa se encuentra en casi todos los organismos, excepto en los parásitos que obtienen AdoMet de su huésped. Las isoenzimas se encuentran en bacterias, levaduras en ciernes e incluso en mitocondrias de mamíferos. La mayoría de las MAT son homooligómeros y la mayoría son tetrámeros. Los monómeros están organizados en tres dominios formados por tramos no consecutivos de la secuencia, y las subunidades interactúan a través de una gran superficie hidrofóbica plana para formar los dímeros. [8]

Dominio N-terminal de la S-adenosilmetionina sintetasa

En biología molecular, el dominio proteico N-terminal de la S-adenosilmetionina sintetasa se encuentra en el extremo N-terminal de la enzima.

Función del dominio N terminal

El dominio N-terminal está bien conservado en diferentes especies. Esto puede deberse a su importante función en la unión de sustratos y cationes . Los residuos involucrados en la unión de metionina se encuentran en el dominio N-terminal. [8]

Estructura del dominio N-terminal

La región N-terminal contiene dos hélices alfa y cuatro cadenas beta. [6]

Dominio central de la sintetasa de S-adenosilmetionina

Función del dominio terminal central

La función precisa del dominio central no se ha dilucidado por completo, pero se cree que es importante para ayudar a la catálisis.

Estructura del dominio central

La región central contiene dos hélices alfa y cuatro cadenas beta. [6]

Dominio C terminal de la S-adenosilmetionina sintetasa

En biología molecular , el dominio proteico de la S-adenosilmetionina sintetasa, dominio C-terminal, se refiere al extremo C de la S-adenosilmetionina sintetasa.

Función de dominio terminal C

Se ha determinado experimentalmente que la función del dominio C-terminal es importante para la localización citoplasmática. Los residuos se encuentran dispersos a lo largo de la secuencia del dominio C-terminal, pero una vez que la proteína se pliega, se posicionan muy juntos. [3]

Estructura del dominio C-terminal

Los dominios C-terminales contienen dos hélices alfa y cuatro cadenas beta. [6]

Referencias

  1. ^ Horikawa S, Sasuga J, Shimizu K, Ozasa H, Tsukada K (agosto de 1990). "Clonación molecular y secuencia de nucleótidos del ADNc que codifica la S-adenosilmetionina sintetasa de riñón de rata". J. Biol. Chem . 265 (23): 13683–6. doi : 10.1016/S0021-9258(18)77403-6 . PMID  1696256.
  2. ^ Markham GD, Pajares MA (2009). "Relaciones estructura-función en metionina adenosiltransferasas". Cell Mol Life Sci . 66 (4): 636–48. doi :10.1007/s00018-008-8516-1. PMC 2643306 . PMID  18953685. 
  3. ^ ab Reytor E, Pérez-Miguelsanz J, Alvarez L, Pérez-Sala D, Pajares MA (2009). "Las señales conformacionales en el dominio C-terminal de la metionina adenosiltransferasa I/III determinan su distribución nucleocitoplasmática". FASEB J . 23 (10): 3347–60. doi : 10.1096/fj.09-130187 . hdl : 10261/55151 . PMID  19497982. S2CID  25548921.
  4. ^ Yoon S, Lee W, Kim M, Kim TD, Ryu Y (2012). "Caracterización estructural y funcional de la S-adenosilmetionina (SAM) sintetasa de Pichia ciferrii". Bioprocess Biosyst Eng . 35 (1–2): 173–81. doi :10.1007/s00449-011-0640-x. PMID  21989639. S2CID  40318843.
  5. ^ Kamarthapu V, Rao KV, Srinivas PN, Reddy GB, Reddy VD (2008). "Propiedades estructurales y cinéticas de la S-adenosilmetionina sintetasa de Bacillus subtilis expresada en Escherichia coli". Biochim Biophys Acta . 1784 (12): 1949–58. doi :10.1016/j.bbapap.2008.06.006. PMID  18634909.
  6. ^ abcd Takusagawa F, Kamitori S, Misaki S, Markham GD (1996). "Estructura cristalina de la S-adenosilmetionina sintetasa". J Biol Chem . 271 (1): 136–47. doi : 10.1074/jbc.271.1.136 . PMID  8550549.
  7. ^ ab Parker BJ, Moltke I, Roth A, Washietl S, Wen J, Kellis M, Breaker R, Pedersen JS (noviembre de 2011). "Nuevas familias de estructuras de ARN regulador humano identificadas mediante análisis comparativo de genomas de vertebrados". Genome Res . 21 (11): 1929–43. doi :10.1101/gr.112516.110. PMC 3205577 . PMID  21994249. 
  8. ^ ab Garrido F, Estrela S, Alves C, Sánchez-Pérez GF, Sillero A, Pajares MA (2011). "Replegamiento y caracterización de la metionina adenosiltransferasa de Euglena gracilis". Protein Expr Purif . 79 (1): 128–36. doi :10.1016/j.pep.2011.05.004. hdl : 10261/55441 . PMID  21605677.

Enlaces externos

Este artículo incorpora texto de dominio público de Pfam e InterPro : IPR022630