Askorbátperoxidáza - Ascorbate peroxidase
Askorbátperoxidáza (nebo APX) je členem rodiny heme - obsahující peroxidázy. Heme peroxidázy katalyzovat H2Ó2-závislá oxidace široké škály různých, obvykle organických, substrátů v biologii.

Přehled
Aktivita peroxidázy závislá na askorbátu byla poprvé zaznamenána v roce 1979,[1],[2] více než 150 let po prvním pozorování aktivity peroxidázy v rostlinách křenu[3] a téměř 40 let po objevení blízce příbuzných cytochrom c peroxidáza enzym.[4]
Peroxidázy byly rozděleny do tří typů (třída I, třída II a třída III): askorbátperoxidázy jsou enzymem třídy I peroxidázy.[5] APX katalyzují H2Ó2-závislá oxidace askorbát v rostlinách, řasách a určitých sinicích.[6] APX má vysokou sekvenční identitu cytochrom c peroxidáza, což je také enzym peroxidázy třídy I. Za fyziologických podmínek je okamžitý produkt reakce, radikál monodehydroaskorbátu, redukován zpět na askorbát pomocí monodehydroaskorbátreduktázy (monodehydroaskorbátreduktáza (NADH) ) enzym. Při absenci reduktázy se dva monodehydroaskorbátové radikály rychle disproporcionují na kyselinu dehydroaskorbovou a askorbát. APX je nedílnou součástí glutathion-askorbátový cyklus.[7]
Specifičnost podkladu
Enzymy APX vykazují vysokou specificitu pro askorbát jako donor elektronů, ale většina APX bude také oxidovat jiné organické substráty, které jsou charakterističtější pro peroxidázy třídy III (například křenová peroxidáza ), v některých případech sazbami srovnatelnými se samotným askorbátem. To znamená, že definice enzymu jako APX není přímá, ale obvykle se použije, když je specifická aktivita pro askorbát vyšší než pro jiné substráty.
Mechanismus
Většina informací o mechanismu pochází z práce na cytosolových enzymech hrachu a sóji. Mechanismu oxidace askorbátu je dosaženo pomocí oxidovaného meziproduktu sloučeniny I, který je následně redukován substrátem ve dvou postupných krocích přenosu jednotlivých elektronů (rovnice [1] - [3], kde HS = substrát a S• = jedna elektronově oxidovaná forma substrátu).
- APX + H2Ó2 → Sloučenina I + H2O [1]
- Sloučenina I + HS → Sloučenina II + S• [2]
- Sloučenina II + HS → APX + S• + H2O [3]
V askorbátperoxidáze je sloučenina I přechodný (zelený) druh a obsahuje a vysoce valentní železo druh (známý jako ferryl heme, FeIV) a a porfyrin pi-kationový radikál,[8],[9] jak se nachází v křenové peroxidáze. Sloučenina II obsahuje pouze ferrylový lem.
Strukturální informace
Struktura hrachového cytosolického APX byla hlášena v roce 1995.[10] Vazebná interakce sójového cytosolického APX s jeho fyziologickým substrátem, askorbátem[11],[12] a s řadou dalších substrátů[13] jsou také známé.
Aplikace v celulárním zobrazování
Oba hrášek APX[14] a sóji APX[15] byly použity ve studiích elektronové mikroskopie pro buněčné zobrazování.
Viz také
Reference
- ^ Kelly GJ, Latzko E (1979). "Rozpustná askorbátperoxidáza: detekce v rostlinách a použití při stanovení vitamimu C". Naturwissenschaften. 66 (12): 617–619. doi:10.1007 / bf00405128. PMID 537642.
- ^ Groden D, Beck E (1979). „H2Ó2 ničení systémy závislými na askorbátu z chloroplastů “. Biochim. Biophys. Acta. 546 (3): 426–435. doi:10.1016/0005-2728(79)90078-1. PMID 454577.
- ^ Planche, LA. (1810) Bull. Pharm., 2, 578
- ^ Altschul AM, Abrams R, Hogness TR (1940). "Cytochrom c peroxidáza" (PDF). J. Biol. Chem. 136: 777–794.
- ^ Welinder KG (1992). "Nadčeleď rostlinných, houbových a bakteriálních peroxidáz". Curr. Opin. Chem. Biol. 2 (3): 388–393. doi:10.1016 / 0959-440x (92) 90230-5.
- ^ Raven EL (2003). „Pochopení funkční rozmanitosti a specificity substrátu v hem peroxidázách: co se můžeme naučit od askorbátperoxidázy?“. Nat. Prod. Rep. 20 (4): 367–381. doi:10.1039 / B210426C. PMID 12964833.
- ^ Noctor G, Foyer CH (červen 1998). „Askorbát a glutathion: Udržování aktivního kyslíku pod kontrolou“. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol. 49: 249–279. doi:10.1146 / annurev.arplant.49.1.249. PMID 15012235.
- ^ Patterson WR; Poulos TL; Goodin, DB (1995). "Identifikace kationtového radikálu porfyrinu pi ve sloučenině askorbátperoxidázy I.". Biochemie. 34 (13): 4342–4345. doi:10.1021 / bi00013a024. PMID 7703248.
- ^ Jones, DK; Dalton DA; Rosell FI; Raven, E (1998). "Hemové peroxidázy třídy I: charakterizace peroxidázy askorbátu sóji". Oblouk. Biochem. Biophys. 360 (2): 173–178. doi:10.1006 / abbi.1998.0941. PMID 9851828.
- ^ Patterson, WR; Poulos, TL (1995). "Krystalová struktura rekombinantní hrachové cytosolické askorbátperoxidázy". Biochemie. 34 (13): 4331–4341. doi:10.1021 / bi00013a023. PMID 7703247.
- ^ Sharp, KH; Mewies, M; Moody, PCE; Raven, EL (2003). "Krystalová struktura komplexu askorbátperoxidáza-askorbát". Nat. Struct. Biol. 10 (4): 303–307. doi:10.1038 / nsb913. PMID 12640445.
- ^ Macdonald IK; Badyal SK; Ghamsari L, Moody; PC, Raven EL (2006). "Interakce askorbátperoxidázy se substráty: mechanická a strukturní analýza". Biochemie. 45 (25): 7808–7817. doi:10.1021 / bi0606849. PMID 16784232.
- ^ Gumiero, AG; Murphy, EJ; Metcalfe, CL; Moody, PCE; Raven, EL (2010). "Analýza interakcí vázajících se na substrát v enzymech heme peroxidázy: strukturální perspektiva". Oblouk. Biochem. Biophys. 500 (1): 13–20. doi:10.1016 / j.abb.2010.02.015. PMID 20206594.
- ^ Martell JD, Deerinck TJ, Sancak Y, Poulos TL, Mootha VK, Sosinsky GE, Ellisman MH, Ting AY (2012). „Inženýrská askorbátperoxidáza jako geneticky kódovaný reportér pro elektronovou mikroskopii“. Přírodní biotechnologie. 30 (11): 1143–1148. doi:10,1038 / nbt.2375. PMC 3699407. PMID 23086203.
- ^ Lam SS, Martell JD, Kamer KJ, Deerinck TJ, Ellisman MH, Mootha VK, Ting AY (2015). „Cílený vývoj APEX2 pro elektronovou mikroskopii a označení blízkosti“. Přírodní metody. 12 (1): 51–54. doi:10.1038 / nmeth.3179. PMC 4296904. PMID 25419960.