La metilmalonil CoA epimerasa ( EC 5.1.99.1, metilmalonil-CoA racemasa , metilmalonil coenzima A racemasa , DL-metilmalonil-CoA racemasa , 2-metil-3-oxopropanoil-CoA 2-epimerasa [incorrecto] ) es una enzima implicada en el catabolismo de los ácidos grasos que está codificada en humanos por el gen "MCEE" ubicado en el cromosoma 2. Se etiqueta de forma rutinaria e incorrecta como "metilmalonil-CoA racemasa". No es una racemasa porque la fracción CoA tiene otros 5 estereocentros .
El gen "MCEE" se encuentra en la región 2p13 y contiene 4 exones , y codifica una proteína que tiene un tamaño aproximado de 18 kDa y se encuentra en la matriz mitocondrial . [1] Existen varias variantes naturales en las secuencias de aminoácidos. La estructura de la proteína MCEE se ha resuelto mediante cristalografía de rayos X [2] a una resolución de 1,8 angstroms.
El gen MCEE codifica una enzima que interconvierte D- y L-metilmalonil-CoA durante la degradación de aminoácidos de cadena ramificada , ácidos grasos de cadena impar y otros metabolitos. En términos bioquímicos, cataliza la reacción que convierte ( S ) -metilmalonil-CoA en la forma ( R ). [3] [4] Esta enzima cataliza la siguiente reacción química
La metilmalonil CoA epimerasa desempeña un papel importante en el catabolismo de los ácidos grasos con cadenas de carbono de longitud impar. En el catabolismo de los ácidos grasos saturados de cadena par , la vía de la β-oxidación descompone las moléculas de acil-CoA graso en secuencias repetidas de cuatro reacciones para producir un acetil-CoA por secuencia repetida. Esto significa que, por cada ronda de β-oxidación, el acil-CoA graso se acorta en dos carbonos. Si el ácido graso comenzara con un número par de carbonos, este proceso podría descomponer un ácido graso saturado completo en unidades de acetil-CoA. Sin embargo, si el ácido graso comenzara con un número impar de carbonos, la β-oxidación descompondría el acil-CoA graso hasta que se formara el propionil-CoA de tres carbonos . Para convertirlo en el succinil-CoA metabólicamente útil , se necesitan tres reacciones. El propionil-CoA primero se carboxila a ( S )-metilmalonil-CoA por la enzima propionil-CoA carboxilasa . Luego, la metilmalonil CoA epimerasa cataliza la reorganización del ( S )-metilmalonil-CoA a la forma ( R ) en una reacción que utiliza un cofactor de vitamina B12 y un intermedio carbanión estabilizado por resonancia . [ cita requerida ] Luego, el ( R )-metilmalonil-CoA se convierte en succinil-CoA en una reacción catalizada por la metilmalonil-CoA mutasa .
Actuando como una base general , la enzima extrae un protón del carbono β de ( R )-metilmalonil-CoA. Esto da como resultado la formación de un intermedio carbanión en el que el carbono α se estabiliza por resonancia. La enzima luego actúa como un ácido general para protonar el carbono β, lo que da como resultado la formación de ( S )-metilmalonil-CoA.
Las mutaciones en el gen MCEE causan deficiencia de metilmalonil-CoA epimerasa (MCEED), [5] un error innato del metabolismo autosómico recesivo poco común en el metabolismo de los aminoácidos que involucra los aminoácidos de cadena ramificada valina , leucina e isoleucina . Los pacientes con MCEED pueden presentar acidosis metabólica neonatal potencialmente mortal , hiperamonemia , dificultades de alimentación y coma .
