La uroporfirinógeno III descarboxilasa ( uroporfirinógeno descarboxilasa o UROD ) es una enzima ( EC 4.1.1.37) que en los humanos está codificada por el gen UROD . [5]
Función
La uroporfirinógeno III descarboxilasa es una enzima homodimérica ( PDB : 1URO ) que cataliza el quinto paso en la biosíntesis del hemo , que corresponde a la eliminación de grupos carboxilo de las cuatro cadenas laterales de acetato del uroporfirinógeno III para producir coproporfirinógeno III :
Se sabe que las mutaciones y la deficiencia de esta enzima causan porfiria cutánea tarda familiar y porfiria hepatoeritropoyética . [5] Se han descubierto al menos 65 mutaciones causantes de enfermedades en este gen. [6]
Mecanismo
Se cree que, en concentraciones bajas de sustrato, la reacción sigue una ruta ordenada, con la eliminación secuencial de CO2 de los anillos D, A, B y C, mientras que en concentraciones más altas de sustrato/enzima parece operar una ruta aleatoria. La enzima funciona como un dímero en solución, y tanto las enzimas humanas como las del tabaco se han cristalizado y resuelto con buenas resoluciones.
La UroD se considera una descarboxilasa inusual, ya que realiza descarboxilaciones sin la intervención de ningún cofactor, a diferencia de la gran mayoría de descarboxilasas. Recientemente se ha propuesto que su mecanismo procede a través de la protonación del sustrato por un residuo de arginina . [7] Un informe de 2008 demostró que la velocidad no catalizada para la reacción de la UroD es de 10 −19 s −1 , por lo que a pH 10 la aceleración de la velocidad de la UroD en relación con la velocidad no catalizada, es decir, la competencia catalítica, es la mayor para cualquier enzima conocida, 6 x 10 24 M −1 . [8]
Referencias
^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000126088 – Ensembl , mayo de 2017
^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000028684 – Ensembl , mayo de 2017
^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
^ "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
^ ab "Entrez Gene: UROD uroporfirinógeno descarboxilasa".
^ Šimčíková D, Heneberg P (diciembre de 2019). "Refinamiento de las predicciones de la medicina evolutiva basadas en evidencia clínica para las manifestaciones de enfermedades mendelianas". Scientific Reports . 9 (1): 18577. Bibcode :2019NatSR...918577S. doi :10.1038/s41598-019-54976-4. PMC 6901466 . PMID 31819097.
^ Silva PJ, Ramos MJ (2005). "Estudio funcional de la densidad de los mecanismos de descarboxilación sin cofactores realizada por la descarboxilasa del uroporfirinógeno III". J Phys Chem B . 109 (38): 18195–200. doi :10.1021/jp051792s. PMID 16853337.
^ Lewis CA, Wolfenden R (noviembre de 2008). "La descarboxilación del uroporfirinógeno como punto de referencia para la capacidad catalítica de las enzimas". Proc. Natl. Sci. USA . 105 (45): 17328–33. Bibcode :2008PNAS..10517328L. doi : 10.1073/pnas.0809838105 . PMC 2582308 . PMID 18988736.
Lectura adicional
Élder GH, Lee GB, Tovey JA (1978). "Disminución de la actividad de la uroporfirinógeno descarboxilasa hepática en porfiria cutánea tarda esporádica". N. inglés. J. Med . 299 (6): 274–8. doi :10.1056/NEJM197808102990603. PMID 661926.
de Verneuil H, Bourgeois F, de Rooij F, et al. (1992). "Caracterización de una nueva mutación (R292G) y una deleción en el locus de la uroporfirinógeno descarboxilasa humana en dos pacientes con porfiria hepatoeritropoyética". Hum. Genet . 89 (5): 548–52. doi :10.1007/bf00219182. hdl : 1765/58484 . PMID: 1634232. S2CID : 31811381.
Romana M, Grandchamp B, Dubart A, et al. (1991). "Identificación de una nueva mutación responsable de la porfiria hepatoeritropoyética". Eur. J. Clin. Invest . 21 (2): 225–9. doi :10.1111/j.1365-2362.1991.tb01814.x. PMID 1905636. S2CID 22358220.
Garey JR, Harrison LM, Franklin KF, et al. (1990). "Uroporfirinógeno descarboxilasa: una mutación en el sitio de empalme provoca la eliminación del exón 6 en múltiples familias con porfiria cutánea tardía". J. Clin. Invest . 86 (5): 1416–22. doi :10.1172/JCI114856. PMC 296884 . PMID 2243121.
Garey JR, Hansen JL, Harrison LM, et al. (1989). "Una mutación puntual en la región codificante de la uroporfirinógeno descarboxilasa asociada con la porfiria cutánea tardía familiar". Blood . 73 (4): 892–5. doi : 10.1182/blood.V73.4.892.892 . PMID 2920211.
Roméo PH, Raich N, Dubart A, et al. (1986). "Clonación molecular y secuencia de nucleótidos de un ADNc de la uroporfirinógeno descarboxilasa humana completa". J. Biol. Chem . 261 (21): 9825–31. doi : 10.1016/S0021-9258(18)67589-1 . PMID 3015909.
Dubart A, Mattei MG, Raich N, et al. (1986). "Asignación de uroporfirinógeno descarboxilasa humana (URO-D) a la banda p34 del cromosoma 1". Tararear. Genet . 73 (3): 277–9. doi :10.1007/BF00401245. PMID 3460962. S2CID 34478515.
Romana M, Dubart A, Beaupain D, et al. (1987). "Estructura del gen de la uroporfirinógeno descarboxilasa humana". Nucleic Acids Res . 15 (18): 7343–56. doi :10.1093/nar/15.18.7343. PMC 306252 . PMID 3658695.
de Verneuil H, Grandchamp B, Beaumont C, et al. (1986). "Mutante estructural de la descarboxilasa del uroporfirinógeno (Gly281----Glu) en un caso de porfiria". Science . 234 (4777): 732–4. Bibcode :1986Sci...234..732D. doi :10.1126/science.3775362. PMID 3775362.
Roberts AG, Elder GH, De Salamanca RE, et al. (1995). "Una mutación (G281E) del gen humano de la uroporfirinógeno descarboxilasa causa tanto porfiria hepatoeritropoyética como porfiria cutánea tardía familiar manifiesta: estudios bioquímicos y genéticos en pacientes españoles". J. Invest. Dermatol . 104 (4): 500–2. doi : 10.1111/1523-1747.ep12605953 . PMID 7706766.
Maruyama K, Sugano S (1994). "Oligo-capping: un método simple para reemplazar la estructura de capuchón de los ARNm eucariotas con oligorribonucleótidos". Gene . 138 (1–2): 171–4. doi :10.1016/0378-1119(94)90802-8. PMID 8125298.
Meguro K, Fujita H, Ishida N, et al. (1994). "Defectos moleculares de la uroporfirinógeno descarboxilasa en un paciente con porfiria hepatoeritropoyética leve". J. Invest. Dermatol . 102 (5): 681–5. doi :10.1111/1523-1747.ep12374134. PMID 8176248.
Moran-Jimenez MJ, Ged C, Romana M, et al. (1996). "Uroporfirinógeno descarboxilasa: secuencia completa del gen humano y estudio molecular de tres familias con porfiria hepatoeritropoyética". Am. J. Hum. Genet . 58 (4): 712–21. PMC 1914669. PMID 8644733 .
McManus JF, Begley CG, Sassa S, Ratnaike S (1996). "Cinco nuevas mutaciones en el gen de la uroporfirinógeno descarboxilasa identificadas en familias con porfiria cutánea". Blood . 88 (9): 3589–600. doi : 10.1182/blood.V88.9.3589.bloodjournal8893589 . PMID 8896428.
Suzuki Y, Yoshitomo-Nakagawa K, Maruyama K, et al. (1997). "Construcción y caracterización de una biblioteca de ADNc enriquecida en longitud completa y enriquecida en el extremo 5'". Gene . 200 (1–2): 149–56. doi :10.1016/S0378-1119(97)00411-3. PMID 9373149.
Whitby FG, Phillips JD, Kushner JP, Hill CP (1998). "Estructura cristalina de la uroporfirinógeno descarboxilasa humana". EMBO J . 17 (9): 2463–71. doi :10.1093/emboj/17.9.2463. PMC 1170588 . PMID 9564029.
Méndez M, Sorkin L, Rossetti MV, et al. (1998). "Porfiria cutánea tarda familiar: caracterización de siete nuevas mutaciones de la uroporfirinógeno descarboxilasa y frecuencia de alelos comunes de hemocromatosis". Am. J. Hum. Genet . 63 (5): 1363–75. doi :10.1086/302119. PMC 1377546. PMID 9792863 .
Wang H, Long Q, Marty SD, et al. (1998). "Un modelo de pez cebra para la porfiria hepatoeritropoyética". Nat. Genet . 20 (3): 239–43. doi :10.1038/3041. PMID 9806541. S2CID 28379777.
McManus JF, Begley CG, Sassa S, Ratnaike S (1999). "Tres nuevas mutaciones en el gen de la uroporfirinógeno descarboxilasa en la porfiria cutánea tarda familiar. Mutation in brief no. 237. Online". Hum. Mutat . 13 (5): 412–413. doi : 10.1002/(SICI)1098-1004(1999)13:5<412::AID-HUMU13>3.0.CO;2-N . PMID 10338097.
Christiansen L, Ged C, Hombrados I, et al. (1999). "Detección de mutaciones en el gen de la uroporfirinógeno descarboxilasa mediante electroforesis en gel de gradiente desnaturalizante. Identificación y caracterización de seis mutaciones nuevas asociadas con PCT familiar". Hum. Mutat . 14 (3): 222–32. doi : 10.1002/(SICI)1098-1004(1999)14:3<222::AID-HUMU5>3.0.CO;2-V . PMID 10477430. S2CID 245442.
Enlaces externos
Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P06132 (Uroporfirinógeno descarboxilasa) en PDBe-KB .