Molybdopterin - Molybdopterin

Molybdopterin
MoPterin.png
Jména
Název IUPAC
[2-amino-4-oxo-6,7-bis (sulfanyl) -3,5,5 ~ {a}, 8,9 ~ {a}, 10-hexahydropyrano [3,2-g] pteridin-8- yl] methyl dihydrogenfosforečnan[1]
Identifikátory
3D model (JSmol )
Pletivomolybdopterin
Vlastnosti
C
10H
10N
5Ó
6PS
2 + R skupiny
Molární hmotnost394,33 g / mol (R = H)
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
šekY ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu
Čtyři kroky biosyntetické dráhy kofaktoru molybdenu (Moco) vyskytující se u bakterií a lidí: (i) radikálně zprostředkovaná cyklizace guanosin 5'-trifosfát (GTP) na (8S) -3,8-cyklo-7,8-dihydroguanosin-5 „ trifosfát (3,8-cH2GTP), ii) tvorba cyklického pyranopterinmonofosfátu (cPMP) z 3,8-cH2GTP, iii) přeměna cPMP na molybdopterin (MPT), iv) vložení molybdátu do MPT za vzniku Moco (lidské enzymy v závorkách).

Molybdopteriny jsou třídou kofaktory nalezené ve většině molybden -obsahující a vše wolfram -obsahující enzymy. Synonyma pro molybdopterin jsou: MPT a pyranopterin-dithiolát. Názvosloví této biomolekuly může být matoucí: molybdopterin per se neobsahuje žádný molybden; spíše se jedná o název ligandu (a pterin ), který váže aktivní kov. Poté, co je molybdopterin nakonec komplexován s molybdenem, je obvykle nazýván kompletní ligand kofaktor molybdenu.

Molybdopterin se skládá z pyranopterinu, komplexu heterocyklus představovat a pyran splynul s a pterin prsten. Pyranový prsten má navíc dva thioláty, které slouží jako ligandy v molybdo- a tungstoenzymech. V některých případech je alkylfosfátová skupina nahrazena alkyldifosfátem nukleotid. Mezi enzymy, které obsahují molybdopterinový kofaktor, patří xanthinoxidáza, DMSO reduktáza, sulfit oxidáza, a nitrátreduktáza.

Jediné enzymy obsahující molybden, které neobsahují molybdopteriny, jsou nitrogenázy (enzymy, které fixují dusík). Ty obsahují železo-sirné centrum velmi odlišného typu, které také obvykle obsahuje molybden. Pokud je však přítomen molybden, je přímo vázán na jiné atomy kovů.[5]

Biosyntéza

Na rozdíl od mnoha jiných kofaktorů nemůže být molybdenový kofaktor (Moco) přijímán jako živina. Kofaktor tedy vyžaduje de novo biosyntéza. Biosyntéza kofaktoru molybdenu probíhá ve čtyřech krocích: (i) radikálně zprostředkovaná cyklizace nukleotidu, guanosin trifosfát (GTP), do (8S) -3 ', 8-cyklo-7,8-dihydroguanosin 5'-trifosfát (3 ', 8-cH2GTP), ii) vznik cyklický pyranopterin monofosfát (cPMP) z 3 ', 8-cH2GTP(iii) přeměna cPMP na molybdopterin (MPT), (iv) vložení molybdátu do MPT za vzniku Moco.[6][7]

Konvertují se dvě reakce zprostředkované enzymem guanosin trifosfát na cyklický fosfát pyranopterinu. Jedním z těchto enzymů je a radikální SAM, rodina enzymů často asociovaných s reakcemi tvořícími vazbu C — X (X = S, N).[8][7][6] Tento meziprodukt pyranopterin se poté přeměňuje na molybdopterin působením dalších tří enzymů. Při této přeměně se vytváří enedithiolát, i když substituenty na síře zůstávají neznámé. Síra se přenáší z cysteinyl persulfidu způsobem, který připomíná biosyntézu železo-sirné proteiny. Monofosfát je adenylován (spojený s ADP) v kroku, který aktivuje kofaktor k navázání Mo nebo W. Tyto kovy jsou importovány jako jejich oxyanionty, molybdenan, a wolfstate.

V některých enzymech, jako je např xanthinoxidáza je kov vázán na jeden molybdopterin, zatímco v jiných enzymech, např. DMSO reduktáza je kov vázán na dva molybdopterinové kofaktory.[9]

Modely aktivních míst enzymů enzymů obsahujících molybdopterin jsou založeny na třídě ligandů známých jako dithioleny.[10]

Deriváty wolframu

Některé oxidoreduktázy používají wolfram podobným způsobem jako molybden použitím ve wolframupterin komplex s molybdopterinem. Molybdopterin tedy může být pro použití v bakteriích komplexován buď s molybdenem nebo wolframem. Enzymy využívající wolfram obvykle redukují volné karboxylové kyseliny na aldehydy.[11]

První objevený enzym vyžadující wolfram také vyžaduje selen (přesná forma však není známa). V tomto případě se předpokládá, že pár wolfram-selen bude fungovat analogicky s párováním molybden-síra u některých enzymů vyžadujících kofaktor molybdenu.[12] Ačkoli bylo zjištěno, že xanthin dehydrogenáza obsahující wolfram z bakterií obsahuje wolfram-molybdopterin a taky selen vázaný na bílkoviny (čímž se odstraňuje možnost selenu v selenocystein nebo selenomethionin forma), komplex wolfram-selen-molybdopterin nebyl definitivně popsán.[13]

Enzymy, které používají molybdopterin

Enzymy, které používají molybdopterin jako kofaktor nebo protetická skupina jsou uvedeny níže.[5] Molybdopterin je:

Viz také

Reference

  1. ^ „HPEUEJRPDGMIMY-UHFFFAOYSA-N“. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 4. února 2019. Název IUPAC [2-amino-4-oxo-6,7-bis (sulfanyl) -3,5,5 ~ {a}, 8,9 ~ {a}, 10-hexahydropyrano [3,2-g] pteridin- 8-yl] methyl dihydrogenfosforečnan
  2. ^ „HPEUEJRPDGMIMY-UHFFFAOYSA-N“. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 4. února 2019. InChI InChI = 1S / C10H14N5O6PS2 / c11-10-14-7-4 (8 (16) 15-10) 12-3-6 (24) 5 (23) 2 (21-9 (3) 13-7) 1 -20-22 (17,18) 19 / h2-3,9,12,23-24H, 1H2, (H2,17,18,19) (H4,11,13,14,15,16)
  3. ^ „[2-Amino-4-oxo-6,7-bis (sulfanyl) -3,5,5a, 8,9a, 10-hexahydropyrano [3,2-g] pteridin-8-yl] methyl-dihydrogenfosfát“. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 4. února 2019. InChI = 1S / C10H14N5O6PS2 / c11-10-14-7-4 (8 (16) 15-10) 12-3-6 (24) 5 (23) 2 (21-9 (3) 13-7) 1- 20-22 (17,18) 19 / h2-3,9,12,23-24H, 1H2, (H2,17,18,19) (H4,11,13,14,15,16)
  4. ^ „HPEUEJRPDGMIMY-UHFFFAOYSA-N“. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov. Citováno 4. února 2019. Klíč InChI HPEUEJRPDGMIMY-UHFFFAOYSA-N
  5. ^ A b Struktura, syntéza, empirický vzorec pro di-sulfhydryl. Archivováno 04.06.2016 na Wayback Machine Zpřístupněno 16. listopadu 2009.
  6. ^ A b Hover BM, Tonthat NK, Schumacher MA, Yokoyama K (květen 2015). "Mechanismus tvorby pyranopterinového kruhu v biosyntéze kofaktoru molybdenu". Proc Natl Acad Sci USA. 112 (20): 6347–52. doi:10.1073 / pnas.1500697112. PMC  4443348. PMID  25941396.
  7. ^ A b Hover BM, Loksztejn A, Ribeiro AA, Yokoyama K (duben 2013). „Identifikace cyklického nukleotidu jako kryptického meziproduktu v biosyntéze kofaktoru molybdenu“. J Am Chem Soc. 135 (18): 7019–32. doi:10.1021 / ja401781t. PMC  3777439. PMID  23627491.
  8. ^ Mendel, R.R .; Leimkuehler, S. (2015). „Biosyntéza molybdenových kofaktorů“. JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 20 (2): 337–347. doi:10.1007 / s00775-014-1173-r. PMID  24980677. S2CID  2638550.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  9. ^ Schwarz, G. & Mendel, R. R. (2006). „Biosyntéza kofaktoru molybdenu a enzymy molybdenu“. Roční přehled biologie rostlin. 57: 623–647. doi:10.1146 / annurev.arplant.57.032905.105437. PMID  16669776.
  10. ^ Kisker, C .; Schindelin, H .; Baas, D .; Rétey, J .; Meckenstock, R.U .; Kroneck, P.M.H. (1999). „Strukturální srovnání enzymů obsahujících kofaktor molybdenu“. FEMS Microbiol. Rev. 22 (5): 503–521. doi:10.1111 / j.1574-6976.1998.tb00384.x. PMID  9990727.
  11. ^ Lassner, Erik (1999). Wolfram: Vlastnosti, chemie, technologie prvku, slitiny a chemické sloučeniny. Springer. 409–411. ISBN  978-0-306-45053-2.
  12. ^ Stiefel, E. I. (1998). „Chemie síry na bázi přechodného kovu a její význam pro molybden a wolframové enzymy“ (PDF). Pure Appl. Chem. 70 (4): 889–896. doi:10.1351 / pac199870040889. S2CID  98647064.
  13. ^ Schräder T, Rienhöfer A, Andreesen JR (září 1999). „Xanthin dehydrogenáza obsahující selen z Eubacterium barkeri". Eur. J. Biochem. 264 (3): 862–71. doi:10.1046 / j.1432-1327.1999.00678.x. PMID  10491134.