Hlavní skupiny protetických skupin a jejich funkce



A protetické skupiny je to fragment proteinu, který nemá aminokyselinovou povahu. V těchto případech se protein nazývá "heteroprotein" nebo konjugovaný protein, kde se proteinová část nazývá apoprotein. Naopak molekuly integrované pouze aminokyselinami se nazývají holoproteiny.

Proteiny mohou být klasifikovány podle povahy protetické skupiny: když skupina je sacharid, lipid nebo skupina hemu, proteiny jsou glykoproteiny, lipoproteiny, respektive hemoproteiny. Navíc mohou být protetické skupiny velmi rozmanité: od kovů (Zn, Cu, Mg, Fe) až po nukleové kyseliny, kyselinu fosforečnou, mimo jiné..

V některých případech proteiny potřebují další komponenty, aby mohly úspěšně plnit své funkce. Kromě protetických skupin jsou koenzymy; posledně uvedené se volně, dočasně a slabě váží na protein, zatímco protetické skupiny jsou pevně ukotveny k proteinové části..

Index

  • 1 Hlavní protetické skupiny a jejich funkce
    • 1.1 Biotin
    • 1.2 Skupina Heme
    • 1.3 Flavin mononukleotid a flavinadenindinukleotid
    • 1.4 Pyrrolochinolin chinon
    • 1,5 Pyridoxal fosfát
    • 1,6 Methylcobalamin
    • 1,7 thiaminpyrofosfát
    • 1,8 molybdopterin
    • 1.9 Kyselina lipoová
    • 1.10 Nukleové kyseliny
  • 2 Odkazy

Hlavní protetické skupiny a jejich funkce

Biotin

Biotin je hydrofilní komplex vitaminu B, který se podílí na metabolismu různých biomolekul, včetně glukoneogeneze, katabolismu aminokyselin a syntézy lipidů.

Působí jako protetická skupina různých enzymů, jako je acetyl-CoA karboxyláza (formy nalezené v mitochondriích a cytosolu), pyruvátkarboxyláza, propionyl-CoA karboxyláza a b-methylkrotonyl-CoA karboxyláza.

Tato molekula je schopna vázat se na tyto enzymy pomocí lysinového zbytku a je zodpovědná za transport oxidu uhličitého. Úloha biotinu v organismech jde nad rámec jeho úlohy jako protetické skupiny: účastní se embryogeneze, imunitního systému a genové exprese.

Surový vaječný bílek má protein zvaný avidin, který potlačuje běžné používání biotinu; proto se doporučuje konzumace vařeného vejce, protože teplo denaturuje avidin, čímž ztrácí funkci.

Skupina Heme

Hemová skupina je molekula porfyrinové povahy (kruh velké heterocyklické velikosti), který má ve své struktuře atomy železa schopné reverzibilně se vázat na kyslík nebo získávat a přijímat elektrony. Je to protetická skupina hemoglobinu, proteinu zodpovědného za transport kyslíku a oxidu uhličitého.

Ve funkčních globinech má atom železa náboj +2 a je ve stavu oxidace železa, takže může tvořit pět nebo šest koordinačních vazeb. Charakteristická červená barva krve je způsobena přítomností skupiny hemu.

Skupina heme je také protetickou skupinou dalších enzymů, jako jsou myoglobiny, cytochromy, katalázy a peroxidázy..

Flavin mononukleotid a flavinadenindinukleotid

Tyto dvě protetické skupiny jsou přítomny v flavoproteinech a jsou odvozeny z riboflavinu nebo vitaminu B2. Obě molekuly mají aktivní místo, které podléhá reverzibilním reakcím oxidace a redukce.

Flavoproteiny mají velmi rozmanité biologické role. Mohou se podílet na dehydrogenačních reakcích molekul, jako je sukcinát, podílet se na transportu vodíku v elektronovém transportním řetězci nebo reagovat s kyslíkem, generujícím H2O2.

Pyrrochinolin chinon

Jedná se o protetickou skupinu chinoproteinů, což je třída dehydrogenázových enzymů, jako je glukóza dehydrogenáza, která se účastní glykolýzy a dalších drah..

Pyridoxal fosfát

Pyridoxal fosfát je derivát vitamínu B6. Nalezeno jako protetická skupina enzymů aminotransferázy.

Je to protetická skupina enzymu glykogen fosforylázy a je k němu vázána kovalentními vazbami mezi aldehydovou skupinou a e-aminoskupinou lysinového zbytku v centrální oblasti enzymu. Tato skupina pomáhá fosforolytickému rozpadu glykogenu.

Jak mononukleotid flavin, tak flavinadenin dinukleotid uvedené výše jsou nepostradatelné pro konverzi pyridoxinu nebo vitaminu B6 v pyridoxal fosfátu.

Methylcobalamin

Methylcobalamin je forma ekvivalentní vitamínu B12. Strukturálně má oktaedrické centrum kobaltu a obsahuje vazby kov-alkyl. Mezi jeho hlavní metabolické funkce patří přenos methylových skupin.

Thiamin pyrofosfát

Thiamin pyrofosfát je protetická skupina enzymů zapojených do hlavních metabolických drah, jako je α-ketoglutarát dehydrogenáza, pyruvátdehydrogenáza a transketolasa.

Podobně se podílí na metabolismu sacharidů, lipidů a aminokyselin s rozvětveným řetězcem. Všechny enzymatické reakce vyžadující thiamin-pyrofosfát zahrnují přenos aktivované aldehydové jednotky.

Thiamin pyrofosfát je syntetizován intracelulárně fosforylací vitamínu B1 nebo thiamin. Molekula se skládá z pyrimidinového kruhu a thiazoliového kruhu s azidovou CH strukturou.

Nedostatek thiamin pyrofosfátu vede k neurologickým onemocněním známým jako beriberi a Wernicke-Korsakoffův syndrom. To se děje proto, že glukóza je jediným palivem v mozku a protože pyruvát dehydrogenázový komplex potřebuje pyrofosforečnan thiaminu, nervový systém nemá energii.

Molybdopterin

Molybdopteriny jsou deriváty pyranopterinu; Jsou tvořeny pyranovým kruhem a dvěma thiolaty. Jsou to protetické skupiny nebo kofaktory nalezené v enzymech, které mají molybden nebo wolfram.

Je nalezen jako protetická skupina thiosulfátreduktázy, purinhydroxylázy a dehydrogenázy formiátu.

Kyselina lipoová

Kyselina lipoová je protetická skupina lipoamidu a je kovalentně vázána na proteinovou část lysinovým zbytkem..

Ve své redukované formě má kyselina lipoová pár sulfhydrylových skupin, zatímco v oxidované formě má cyklický disulfid.

Je zodpovědný za redukci cyklického disulfidu v kyselině lipoové. Navíc je to protetická skupina transcetylázy a kofaktoru různých enzymů zapojených do cyklu kyseliny citrónové nebo Krebsova cyklu..

Je to složka s velkým biologickým významem v dehydrogenázách alfa-ketokyselin, kde sulfhydrylové skupiny jsou zodpovědné za transport vodíkových atomů a acylových skupin.

Molekula je derivát oktanové mastné kyseliny a sestává z terminálního karboxylového a dithionálního kruhu.

Nukleové kyseliny

Nukleové kyseliny jsou protetické skupiny nukleoproteinů v buněčných jádrech, jako jsou histony, telomeráza a protamin.

Odkazy

  1. Aracil, C. B., Rodriguez, M. P., Magraner, J. P., & Perez, R. S. (2011). Základy biochemie. Univerzita ve Valencii.
  2. Battaner Arias, E. (2014). Enzymologický přehled. Vydání University of Salamanca.
  3. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Biochemie. Obrátil jsem se.
  4. Devlin, T. M. (2004). Biochemie: učebnice s klinickými aplikacemi. Obrátil jsem se.
  5. Diaz, A. P., & Pena, A. (1988). Biochemie. Editorial Limusa.
  6. Macarulla, J.M., & Goñi, F.M. (1994). Biochemie člověka: základní kurz. Obrátil jsem se.
  7. Meléndez, R. R. (2000). Význam metabolismu biotinu. Časopis klinického výzkumu, 52(2), 194-199.
  8. Müller-Esterl, W. (2008). Biochemie Základy medicíny a biologických věd. Obrátil jsem se.
  9. Stanier, R. Y. (1996). Mikrobiologie. Obrátil jsem se.
  10. Teijón, J. M. (2006). Základy strukturní biochemie. Editorial Tébar.
  11. Vilches-Flores, A., & Fernández-Mejía, C. (2005). Vliv biotinu na genovou expresi a metabolismus. Časopis klinického výzkumu, 57(5), 716-724.