Molybdopteriny
Molybdopteriny (zkráceně MPT, též pyranopterindithioláty) jsou skupina kofaktorů nacházejících se ve většině molybdenových a ve všech wolframových enzymech. Přestože se označují jako molybdopteriny, tak samotné neobsahují molybden; označení ukazuje, že jde o ligandy (pteriny), které se na něj navazují. Celá skupina vzniklá tímto navázáním bývá obvykle nazývána jako molybdenový kofaktor.
Molekula molybdopterinu obsahuje pyranopterin, heterocyklus tvořený pyranovým a pterinovým kruhem. Na pyran jsou navíc napojeny dvě thiolátové skupiny, sloužící jako ligandy. V některých případech je alkylfosfátová skupina nahrazena alkyldifosfátovou. K enyzymům s molybdopterinovými kofaktory patří xantinoxidáza, DMSO reduktáza, sulfitoxidáza, a nitrátreduktázy.
Jedinými známými molybdenovými enzymy neobsahujícími molybdopteriny jsou nitrogenázy (enzymy zachycující dusík). Tyto enzymy mají k navázání molybdenu určená Fe-S centra.[1]
Biosyntéza[editovat | editovat zdroj]
Na rozdíl od většiny ostatních kofaktorů nemůže být molybdenový kofaktor (Moco) použit jako nutrient a musí tak být syntetizován de novo. Jeho biosyntéza se skládá ze čtyř kroků: (i) radikálové cyklizace nukleotidu guanosintrifosfátu (GTP) na (8S)-3',8-cyklo-7,8-dihydroguanosin-5'-trifosfát (3',8-cH2GTP), (ii) tvorby cyklického pyranopterinmonofosfátu (cPMP) z 3',8-cH2GTP, (iii) přeměny cPMP na molybdopterin (MPT), a (iv) navázání molybdenanu na MPT.[2][3]
Guanosintrifosfát se mění na cyklický fosfát pyranopterinu dvojicí enzymatických reakcí. První ze zúčastněných enzymů patří mezi radikálové SAM, skupinu enzymů vytvářejících vazby C—X (X = S, N).[4][3][2]
Tento pyranopterinový meziprodukt se poté přemění na molybdopterin působením tří dalších enzymů. V této části se utvoří endithiolát (substituenty na síře nejsou známy). Síru dodává persulfid cysteinylu, a to podobným způsobem, jako při syntéze FeS proteinů. Monofosfát je adenylován (navázán na ADP), čímž dochází k aktivaci kofaktoru vůči Mo nebo W. Kov se do struktury dostává jako oxyanion, molybdenan nebo wolframan.
U některých enzymů, jako je například xantinoxidáza, se kov navazuje na jeden molybdopterin, zatímco u jiných, například DMSO reduktázy, je vázán na dva molybdopterinové kofaktory.[5]
Modely aktivních míst enzymů obsahujících molybdopteriny jsou založeny na skupině ligandů známých jako dithioleny.[6]
Wolframové analogy[editovat | editovat zdroj]
Některé bakteriální oxidoreduktázy využívají wolfram podobným způsobem jako molybden s molybdopterinem, když vytvářejí W-pterinové komplexy; molybdopterin totiž může tvořit komplex i s wolframem. Wolframové enzymy obvykle zprostředkovávají redukce karboxylových kyselin na aldehydy.[7]
První objevený enzym vyžadující wolfram obsahoval také selen. Předpokládá se, že dvojice W-Se funguje podobně jako Mo-S u některých enzymů obsahujících molybdenové kofaktory.[8]
V některých bakteriálních xantindehydrogenázách byly nalezeny komplexy W-molybdopterin a selen nevázaný na bílkovinu (což vylučuje přítomnost selenocysteinu či selenomethioninu), ale W-Se molybdopteriny ještě nejsou plně popsané.[9]
Enzymy využívající molybdopteriny[editovat | editovat zdroj]
Enzymy využívající molybdopterin jako kofaktor nebo prostetickou skupinu jsou uvedeny níže.[1] Molybdopterin je:
- Kofaktorem: xanthinoxidáz, DMSO reduktáz, sulfitoxidáz, nitratereduktáz, ethylbenzendehydrogenáz, ferredoxinových glyceraldehyd-3-fosfátoxidoreduktáz, respiračních arsenátreduktáz, CO dehydrogenáz, a aldehydoxidáz.
- Prostetickou skupinou: formiátdehydrogenáz, purinhydroxyláz, a thiosulfátreduktáz.
Odkazy[editovat | editovat zdroj]
Reference[editovat | editovat zdroj]
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Molybdopterin na anglické Wikipedii.
- ↑ a b Structure, synthesis, empirical formula for the di-sulfhydryl. pathway.gramene.org [online]. [cit. 2024-02-08]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-06-04.
- ↑ a b B. M. Hover; N. K. Tonthat; M. A. Schumacher; K. Yokoyama. Mechanism of pyranopterin ring formation in molybdenum cofactor biosynthesis. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2015, s. 6347-6352. DOI 10.1073/pnas.1500697112. PMID 25941396. Bibcode 2015PNAS..112.6347H.
- ↑ a b B. M. Hover; A. Loksztejn; A. A. Ribeiro; K. Yokoyama. Identification of a cyclic nucleotide as a cryptic intermediate in molybdenum cofactor biosynthesis. Journal of the American Chemical Society. 2013, s. 7019-7032. DOI 10.1021/ja401781t. PMID 236274919.
- ↑ R. R. Mendel; S. Leimkuehler. The biosynthesis of the molybdenum cofactors. Journal of Biological Inorganic Chemistry. 2015, s. 337-347. DOI 10.1007/s00775-014-1173-y. PMID 24980677.
- ↑ G. Schwarz; R. R. Mendel. Molybdenum cofactor biosynthesis and molybdenum enzymes. Annual Review of Plant Biology. 2006, s. 623-647. DOI 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105437. PMID 16669776.
- ↑ C. Kisker; H. Schindelin; D. Baas; J. Rétey; R. U. Meckenstock; P. M. H. Kroneck. A structural comparison of molybdenum cofactor-containing enzymes. FEMS Microbiology Reviews. 1999, s. 503-521. DOI 10.1111/j.1574-6976.1998.tb00384.x. PMID 9990727.
- ↑ Erik Lassner. Tungsten: Properties, Chemistry, Technology of the Element, Alloys and Chemical Compounds. [s.l.]: Springer, 1999. ISBN 978-0-306-45053-2. S. 409-411.
- ↑ Erik Lassner. Transition metal sulfur chemistry and its relevance to molybdenum and tungsten enzymes. Pure and Applied Chemistry. 1998, s. 889-896. Dostupné online. DOI 10.1351/pac199870040889.
- ↑ T. Schräder; A. Rienhöfer; J. R. Andreesen. Selenium-containing xanthine dehydrogenase from Eubacterium barkeri. European Journal of Biochemistry. 1999, s. 862-871. DOI 10.1046/j.1432-1327.1999.00678.x. PMID 10491134.