La enzima metionina γ-liasa (EC 4.4.1.11, MGL ) pertenece a la familia γ de enzimas dependientes de PLP. Degrada los aminoácidos que contienen azufre en α-cetoácidos, amoníaco y tioles:
Debido a que los aminoácidos que contienen azufre desempeñan un papel en múltiples procesos biológicos, la regulación de estos aminoácidos es esencial. Además, es crucial mantener bajos los niveles de homocisteína para el funcionamiento adecuado de varias vías y para prevenir los efectos tóxicos del homólogo de la cisteína. [1] La metionina γ-liasa se ha encontrado en varias bacterias (Clostridiums porogenes, Pseudomonas ovalis, Pseudomonas putida, Aeromonas sp., Citrobacter intermedius, Brevibacterium Linens, Citrobacter freundii, Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola) , protozoos parásitos (Trichomonas vaginalis, Entamoeba histolytica) y plantas (Arabidopsis thaliana) . [2]
Esta enzima pertenece a la familia de las liasas , específicamente a la clase de las liasas de carbono-azufre. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es L -metionina metanotiol-liasa (desaminante; formadora de 2-oxobutanoato) . Otros nombres de uso común incluyen L -metioninasa , metionina liasa , metioninasa , metionina detiometilasa , L -metionina γ-liasa y L -metionina metanotiol-liasa (desaminante) . Esta enzima participa en el metabolismo de los selenoaminoácidos. Emplea un cofactor , el fosfato de piridoxal .
La enzima está formada por 389-441 aminoácidos y forma cuatro subunidades idénticas. La molécula activa está compuesta por dos dímeros estrechamente asociados, en cuya interfase se encuentra el sitio activo. Cada uno de los dímeros tiene un cofactor piridoxal 5'-fosfato (PLP). Seis aminoácidos ubicados cerca del sitio activo están involucrados en la reacción, a saber, Tyr59, Arg61, Tyr114, Cys116, Lys240 y Asp241. [2] A diferencia de los otros aminoácidos, Cys116 no se encuentra típicamente en las enzimas de la familia PLP γ, que en su lugar tienen glicina o prolina. Aunque no hay contacto directo entre Cys116 y MGL o el sustrato metionina, los estudios muestran que el aminoácido está involucrado en la retención de la especificidad del sustrato. [3]
En enzimología , una metionina gamma-liasa ( EC 4.4.1.11) es una enzima que cataliza la reacción química
Así, los dos sustratos de esta enzima son L-metionina y H 2 O , mientras que sus tres productos son metanotiol , NH 3 y 2-oxobutanoato .
La MGL también cataliza la eliminación de L-cisteína por α, β, la degradación de serina u homoserina O-sustituidas, la sustitución β o γ, así como la desaminación y adición γ de L-vinilglicina. El mecanismo de reacción consiste inicialmente en el grupo amino del sustrato conectado por un enlace de base de Schiff a PLP. Cuando un residuo de lisina reemplaza al grupo amino, se forma una aldimina externa y los hidrógenos del sustrato se desplazan a PLP. Un aminoácido tirosina vecino actúa como un catalizador ácido y ataca al sustrato, eliminando en consecuencia el grupo tiol del sustrato. Por último, el ácido α-ceto y el amoníaco se liberan del PLP. [2]
Debido a que la MGL tiene una especificidad de sustrato diferente entre los organismos, la enzima también tiene diferentes funciones fisiológicas entre los organismos. En las bacterias anaeróbicas y los protozoos parásitos, la MGL genera 2-oxobutirato a partir de metionina. El 2-oxobutirato es finalmente descompuesto por la ligasa de acetato-CoA y produce ATP, contribuyendo así al metabolismo del ATP. La MGL también desempeña un papel en la patogenicidad de bacterias periodontales como P. gingivalis . Un estudio encuentra una correlación entre la presencia de MGL y un aumento en la supervivencia de los ratones después de la inyección subcutánea de la bacteria. En B. Linens, una bacteria que madura el queso, la actividad de la MGL está estrechamente relacionada con el metabolismo de los carbohidratos. [4]
En las plantas, el ARNm de MGL se encuentra en las semillas secas, aunque la proteína en sí no. Sin embargo, la enzima se expresa en gran medida en las semillas húmedas, lo que sugiere que MGL es una parte vital de la germinación temprana. MGL también puede estar involucrado en la formación de compuestos volátiles de azufre como el metanotiol en las hojas dañadas de las plantas para defenderse de los insectos. Sin embargo, no se ha determinado si MGL está presente en la guayaba, que fue la primera en descubrir que tenía este mecanismo de protección, y si otras plantas utilizan una técnica similar. [5]
Las isoenzimas de MGL solo se encuentran en los protistos parásitos E. histolytica y T. vaginalis . Las isoenzimas difieren en su capacidad para degradar eficientemente la metionina, la homocisteína y la cisteína. La MGL de E. histolytica se deriva de la MGL de arqueas, mientras que la MGL de T. vaginalis comparte más similitudes con la MGL bacteriana. Por lo tanto, la inclusión de MGL en el genoma de estas dos especies ocurrió de forma independiente. [6]
La trifluorometionina (TFM) es un profármaco de metionina fluorada, que solo presenta su toxicidad después de la degradación por MGL. Los estudios muestran que la TFM es tóxica y retarda el crecimiento de microorganismos anaeróbicos (Mycobacterium smegmatis, Mycobacterium phlei, Candida lipolytica) , bacterias periodontales (P. gingivalis, F. nucleatum) y protistas parásitos (E. histolytica, T. vaginalis) . Los estudios han demostrado que la TFM también es eficaz in vivo. Además, la TFM tiene una toxicidad limitada para las células de mamíferos, que no tienen MGL. Por lo tanto, la TFM solo exhibe efectos tóxicos sobre patógenos que contienen MGL. [7]
Algunos tumores, como los glioblastomas , meduloblastomas y neuroblastomas , son mucho más sensibles a la privación de metionina que los tejidos normales. Por lo tanto, la depleción de metionina surge como un enfoque terapéutico relevante para tratar el cáncer. Por esa razón, se ha estudiado la MGL para disminuir los niveles de metionina en el suero sanguíneo y disminuir el crecimiento tumoral y también para matar, por inanición, a esas células malignas. [8]
{{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )