Las propiedades estructurales y funcionales de la superfamilia del citocromo P450 han estado sujetas a una amplia diversificación a lo largo de la evolución. [7] Estimaciones recientes indican que actualmente existen 10 clases y 267 familias de proteínas CYP. [8] Se cree que la 14α-desmetilasa o CYP51 divergió temprano en la historia evolutiva del citocromo y ha conservado su función desde entonces; concretamente, la eliminación del grupo 14α-metilo de sustratos de esterol . [7]
Aunque el modo de acción de CYP51 se ha conservado bien , la secuencia de la proteína varía considerablemente entre reinos biológicos. [9] Las comparaciones de secuencias de CYP51 entre reinos revelan sólo una similitud del 22-30% en la composición de aminoácidos. [10]
Estructura
Estructura de lanosterol 14α-desmetilasa (CYP51), identificada por Podust et al.
Aunque la estructura de la 14α-desmetilasa puede variar sustancialmente de un organismo a otro, el análisis de alineación de secuencias revela que hay seis regiones en la proteína que están altamente conservadas en los eucariotas . [10] Estos incluyen residuos en la hélice B', el bucle B'/C, la hélice C, la hélice I, el bucle K/β1-4 y la cadena β 1-4 que son responsables de formar la superficie de la cavidad de unión del sustrato. . [7] El modelado de homología revela que los sustratos migran desde la superficie de la proteína al sitio activo enterrado de la enzima a través de un canal que está formado en parte por la hélice alfa A' y el bucle β4. [11] [12] Finalmente, el sitio activo contiene un grupo protésico hemo en el que el hierro está unido al átomo de azufre en un residuo de cisteína conservado. [10] Este grupo también se une al oxígeno diatómico en el sexto sitio de coordinación, que finalmente se incorpora al sustrato. [10]
Mecanismo
Desmetilación de lanosterol en tres pasos, mediada por lanosterol 14α-desmetilasa.
Se cree que la desmetilación del lanosterol catalizada por enzimas se produce en tres pasos, cada uno de los cuales requiere una molécula de oxígeno diatómico y una molécula de NADPH (o algún otro equivalente reductor ). [13] Durante los dos primeros pasos, el grupo 14α-metilo se somete a una típica monooxigenación del citocromo en la que un átomo de oxígeno es incorporado por el sustrato y el otro se reduce a agua, lo que da como resultado la conversión del esterol en un carboxalcohol y luego en un carboxialdehído. [10] El aldehído luego sale como ácido fórmico y simultáneamente se introduce un doble enlace para producir el producto desmetilado. [10]
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Otras lecturas
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