Fosfocetolasa

La enzima fosfocetolasa ( EC 4.1.2.9) cataliza las reacciones químicas

D-xilulosa 5-fosfato + fosfato acetil fosfato + D-gliceraldehído 3-fosfato + H ₂ O ( EC 4.1.2.9) ^[1] ${\displaystyle \rightleftharpoons }$

D-fructosa 6-fosfato + fosfato acetil fosfato + D-eritrosa 4-fosfato + H ₂ O (EC 4.1.2.22) ^[2] ${\displaystyle \rightleftharpoons }$

D-sedoheptulosa 7-fosfato + fosfato acetil fosfato + D-ribosa 5-fosfato + H ₂ O ^[3] ${\displaystyle \rightleftharpoons }$

La fosfocetolasa se considera una enzima promiscua porque se ha demostrado que utiliza tres fosfatos de azúcar diferentes como sustratos. En un estudio genético reciente, se encontraron más de 150 genes putativos de fosfocetolasa que exhibían propiedades catalíticas variables en 650 genomas bacterianos analizados. ^[4]

Esta enzima pertenece a la familia de las liasas , específicamente a las aldehído-liasas, que escinden enlaces carbono-carbono. Participa en 3 vías metabólicas : vía de las pentosas fosfato , metabolismo del metano y fijación de carbono . Emplea un cofactor , el difosfato de tiamina . La fosfocetolasa se utilizó anteriormente con fines biotecnológicos ^{[5] [6] [7]} ya que permite la construcción de vías sintéticas que permiten la conservación completa del carbono sin la generación de poder reductor . ^[8]

Referencias

1. Glenn, Katie; Smith, Kerry S. (20 de enero de 2015). "Regulación alostérica de la xilulosa 5-fosfato/fructosa 6-fosfato fosfocetolasa (Xfp) de Lactobacillus plantarum". Revista de bacteriología . 197 (7): 1157–1163. doi :10.1128/jb.02380-14. ISSN  0021-9193. PMC  4352667 . PMID  25605308.
2. Racker, E. (1962), [29d] Fructosa-6-fosfato fosfocetolasa de Acetobacter xylinum , Métodos en enzimología, vol. 5, Elsevier, págs. 276-280, doi :10.1016/s0076-6879(62)05219-2, ISBN 9780121818050
3. Krüsemann, Jan L.; Lindner, Steffen N.; Dempfle, Marian; Widmer, Julian; Arrivault, Stephanie; Debacker, Marine; He, Hai; Kubis, Armin; Chayot, Romain (2018). "Aparición de vías artificiales en el metabolismo central a partir de tres reacciones recursivas de fosfocetolasa". Revista FEBS . 285 (23): 4367–4377. doi : 10.1111/febs.14682 . ISSN  1742-4658. PMID  30347514.
4. Sánchez, Borja; Zúñiga, Manuel; González-Candelas, Fernando; de los Reyes-Gavilán, Clara G.; Margolles, Abelardo (2010). "Fosfocetolasas bacterianas y eucariotas: filogenia, distribución y evolución". Revista de Microbiología Molecular y Biotecnología . 18 (1): 37–51. doi :10.1159/000274310. ISSN  1464-1801. PMID  20068356.
5. Sonderegger, M.; Schumperli, M.; Sauer, U. (1 de mayo de 2004). "Ingeniería metabólica de una vía de fosfocetolasa para el catabolismo de pentosas en Saccharomyces cerevisiae". Microbiología aplicada y ambiental . 70 (5): 2892–2897. Bibcode :2004ApEnM..70.2892S. doi :10.1128/aem.70.5.2892-2897.2004. ISSN  0099-2240. PMC 404438 . PMID  15128548. 
6. Anfelt, Josefina; Kaczmarzyk, Danuta; Shabestary, Kiyan; Renberg, Björn; Rockberg, Johan; Nielsen, Jens; Uhlén, Mathías; Hudson, Elton P. (16 de octubre de 2015). "Modulación genética y de nutrientes de los niveles de acetil-CoA en Synechocystis para la producción de n-butanol". Fábricas de células microbianas . 14 (1): 167. doi : 10.1186/s12934-015-0355-9 . ISSN  1475-2859. PMC 4609045 . PMID  26474754. 
7. Prados, Adam L.; Hawkins, Kristy M.; Tsegaye, Yoseph; Antipov, Eugenio; Kim, Youngnyun; Raetz, Lauren; Dahl, Robert H.; Tai, Anna; Mahatdejkul-Meadows, Tina (septiembre de 2016). "Reescribir el metabolismo central del carbono de la levadura para la producción industrial de isoprenoides". Naturaleza . 537 (7622): 694–697. Código Bib :2016Natur.537..694M. doi : 10.1038/naturaleza19769. ISSN  0028-0836. PMID  27654918.
8. Bogorad, Igor W.; Lin, Tzu-Shyang; Liao, James C. (29 de septiembre de 2013). "La glucólisis sintética no oxidativa permite la conservación completa del carbono". Nature . 502 (7473): 693–697. Bibcode :2013Natur.502..693B. doi :10.1038/nature12575. ISSN  0028-0836. PMID  24077099.

• HEATH EC, HURWITZ J, HORECKER BL, GINSBURG A (1958). "Fermentación de pentosas por Lactobacillus plantarum. I. La escisión de la xilulosa 5-fosfato por la fosfocetolasa". J. Biol. Chem . 231 (2): 1009–29. doi : 10.1016/S0021-9258(18)70463-8 . PMID  13539033.
• Schramm M, Klybas V, Racker E (1958). "Escisión fosfolítica de fructosa-6-fosfato por fructosa-6-fosfato fosfocetolasa de Acetobacter xylinum". J. Biol. Chem . 233 (6): 1283–1288. doi : 10.1016/S0021-9258(18)49327-1 . PMID:  13610828.