Compuesto químico
La pirroloquinolina quinona ( PQQ ), también llamada metoxatina , es un cofactor redox y antioxidante . [1]
La quinoproteína glucosa deshidrogenasa se utiliza como sensor de glucosa en bacterias. PQQ estimula el crecimiento de bacterias. [2]
Historia
Fue descubierto por JG Hauge como el tercer cofactor redox después de la nicotinamida y la flavina en las bacterias (aunque planteó la hipótesis de que se trataba de naftoquinona ). [3] Anthony y Zatman también encontraron el cofactor redox desconocido en la alcohol deshidrogenasa . En 1979, Salisbury y colegas [4] , así como Duine y colegas [5] extrajeron este grupo protésico de la metanol deshidrogenasa de metilotrofos e identificaron su estructura molecular. Adachi y sus colegas descubrieron que la PQQ también se encontraba en Acetobacter . [6]
Biosíntesis
Un aspecto novedoso de PQQ es su biosíntesis en bacterias a partir de un péptido precursor traducido ribosomalmente, PqqA ( UniProt P27532 ). [7] Un ácido glutámico y una tirosina en PqqA están entrecruzados por la enzima radical SAM PqqE ( P07782 ) con la ayuda de PqqD ( P07781 ) en el primer paso de la modificación de PqqA. [8] Luego, una proteasa libera la molécula Glu-Tyr de la columna vertebral del péptido. PqqB ( P07779 ) oxida las posiciones 2 y 3 del anillo de tirosina, formando una quinona que rápidamente se convierte en AHQQ, terminando el anillo de piridina . PqqC ( P07780 ) luego forma el anillo de pirrol final . [9]
Los esfuerzos para comprender la biosíntesis de PQQ han contribuido a un amplio interés en las enzimas radicales SAM y su capacidad para modificar proteínas, y desde entonces se ha encontrado una vía radical análoga dependiente de la enzima SAM que produce la supuesta micofactocina portadora de electrones , utilizando una valina y una tirosina de la péptido precursor, MftA ( P9WJ81 ). [8]
Papel en las proteínas
Las quinoproteínas generalmente incorporan el cofactor en una estructura de barril beta [10] única de seis palas . Algunos ejemplos también tienen un grupo protésico hemo C y se denominan quinohemoproteínas. [11] Aunque las quinoproteínas se encuentran principalmente en bacterias, se ha demostrado que una piranosa deshidrogenasa de Coprinopsis cinerea (hongo) utiliza PQQ en su estructura cristalina. [10]
PQQ también parece ser esencial en algunas otras proteínas eucariotas, aunque no como portador directo de electrones. La lactato deshidrogenasa de los mamíferos requiere PQQ para funcionar, pero utiliza NADH como cofactor redox directo. Parece acelerar la reacción al catalizar la oxidación del NADH mediante el ciclo redox. [12]
Controversia sobre su papel como vitamina
La revista científica Nature publicó el artículo de 2003 de Kasahara y Kato que esencialmente afirmaba que la PQQ era una nueva vitamina y, en 2005, un artículo de Anthony y Felton que afirmaba que el artículo de Kasahara y Kato de 2003 sacaba conclusiones incorrectas y sin fundamento. [13] Un artículo de Bruce Ames en The Proceedings of the National Academy of Sciences en 2018 identificó la pirroloquinolina quinona como una "vitamina de la longevidad" que no es esencial para la supervivencia inmediata, pero sí necesaria para la salud a largo plazo. [14]
Ver también
Referencias
- ^ Wen H, He Y, Zhang K, Yang X, Hao D, Jiang Y, He B. Minirevisión: funciones y mecanismos de acción de PQQ en osteoporosis y lesiones neurológicas. Tratamiento de células madre Curr . 2020;15(1):32-36. doi : 10.2174/1574888X14666181210165539 PMID 30526470
- ^ Ameyama M, Matsushita K, Shinagawa E, Hayashi M, Adachi O (1988). "Pirroloquinolina quinona: excreción por metilotrofos y estimulación del crecimiento de microorganismos". BioFactores . 1 (1): 51–3. PMID 2855583.
- ^ Hauge JG (1964). "Glucosa deshidrogenasa de la bacteria anitratum: una enzima con un nuevo grupo protésico". J Biol Chem . 239 (11): 3630–9. doi : 10.1016/S0021-9258(18)91183-X . PMID 14257587.
- ^ Salisbury SA, Forrest HS, Cruse WB, Kennard O (1979). "Una nueva coenzima de alcohol deshidrogenasas primarias bacterianas". Naturaleza . 280 (5725): 843–4. Código Bib :1979Natur.280..843S. doi :10.1038/280843a0. PMID 471057. S2CID 3094647.
- ^ Westerling J, Frank J, Duine JA (1979). "El grupo protésico de metanol deshidrogenasa de Hyphomicrobium X: evidencia de resonancia de espín electrónico de una estructura de quinona". Biochem Biophys Res Commun . 87 (3): 719–24. doi :10.1016/0006-291X(79)92018-7. PMID 222269.
- ^ Ameyama M, Matsushita K, Ohno Y, Shinagawa E, Adachi O (1981). "Existencia de un nuevo grupo protésico, PQQ, en deshidrogenasas primarias de bacterias oxidativas unidas a membrana y unidas en cadena de transporte de electrones". FEBS Lett . 130 (2): 179–83. doi : 10.1016/0014-5793(81)81114-3 . PMID 6793395.
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- ^ "L-aminoadipato-semialdehído deshidrogenasa (Homo sapiens)". BRENDA . Universidad Técnica de Braunschweig. Julio de 2015 . Consultado el 18 de julio de 2015 .
- ^ "Pirroloquinolina quinona (HMDB13636)". Base de datos del metaboloma humano . Universidad de Alberta . Consultado el 19 de julio de 2015 .citando:
- PMID 2558842: "Las enzimas que contienen PQQ se denominan quinoproteínas. La PQQ y las quinoproteínas desempeñan un papel en el metabolismo redox y la integridad estructural de las células y tejidos".
- PMID 12712191: "Se informó que la aminoadipato semialdehído deshidrogenasa (AASDH) también podría usar PQQ como cofactor, lo que sugiere la posibilidad de que PQQ sea una vitamina en los mamíferos".