Glavne skupine protetičnih skupin in njihove funkcije



A protetična skupina gre za fragment beljakovine, ki nima aminokislinske narave. V teh primerih se protein imenuje "heteroprotein" ali konjugiran protein, kjer se beljakovinski delež imenuje apoprotein. Nasprotno pa se molekule, ki so integrirane samo z aminokislinami, imenujejo holoproteini.

Proteine ​​lahko razvrstimo glede na naravo protetične skupine: kadar je skupina ogljikov hidrat, lipid ali heme, so proteini glikoproteini, lipoproteini oziroma hemoproteini. Poleg tega so lahko protetične skupine zelo različne: od kovin (Zn, Cu, Mg, Fe) do nukleinskih kislin, fosforne kisline, med drugim.

V nekaterih primerih potrebujejo proteini dodatne sestavine, da lahko uspešno opravljajo svoje funkcije. Poleg protetičnih skupin so tudi koencimi; slednji se ohlapno, začasno in šibko vežejo na beljakovino, medtem ko so protetične skupine trdno zasidrane na proteinski del.

Indeks

  • 1 Glavne protetične skupine in njihove funkcije
    • 1.1 Biotin
    • 1.2 Skupina Heme
    • 1.3 Flavin mononukleotid in flavin adenin dinukleotid
    • 1.4 Pirolokinolinski kinon
    • 1.5 Piridoksal fosfat
    • 1.6 Metilkobalamin
    • 1.7 Tiamin pirofosfat
    • 1,8 Molibdopterin
    • 1.9 Lipoična kislina
    • 1.10 Nukleinske kisline
  • 2 Reference

Glavne protetične skupine in njihove funkcije

Biotin

Biotin je hidrofilni kompleks vitamina B, ki sodeluje pri presnovi različnih biomolekul, vključno z glukoneogenezo, katabolizmom aminokislin in sintezo lipidov.

Deluje kot protetična skupina različnih encimov, kot so acetil-CoA karboksilaza (oblik, najdenih v mitohondrijih in citosolu), piruvat karboksilaza, propionil-CoA karboksilaza in b-metilkrotonil-CoA karboksilaza.

Ta molekula se lahko poveže s temi encimi s pomočjo lizinskega ostanka in je odgovorna za transport ogljikovega dioksida. Vloga biotina v organizmih presega njeno vlogo prostetične skupine: sodeluje v embriogenezi, v imunskem sistemu in v izražanju genov..

Surovi jajčni beljak ima beljakovino, imenovano avidin, ki zavira normalno uporabo biotina; zato je priporočljiva poraba kuhanega jajca, ker vročina negira avidin in tako izgublja funkcijo.

Skupina Heme

Heme skupina je molekula porfirinske narave (obroč velike heterociklične velikosti), ki ima v svoji strukturi atome železa, ki se lahko reverzibilno vežejo na kisik ali na izločanje in jemanje elektronov. To je protetična skupina hemoglobina, beljakovine, odgovorne za transport kisika in ogljikovega dioksida.

V funkcionalnih globinah ima železov atom naboj +2 in je v stanju železove oksidacije, tako da lahko tvori pet ali šest koordinacijskih vezi. Značilna rdeča barva krvi je posledica prisotnosti heme skupine.

Heme skupina je tudi protetična skupina drugih encimov, kot so mioglobini, citokromi, katalaze in peroksidaze..

Flavin mononukleotid in flavin adenin dinukleotid

Ti dve protetični skupini sta prisotni v flavoproteinah in sta izpeljana iz riboflavina ali vitamina B2. Obe molekuli imata aktivno mesto, ki je podvrženo reverzibilnim reakcijam oksidacije in redukcije.

Flavoproteini imajo zelo različne biološke vloge. Lahko sodelujejo v reakcijah dehidrogenacije molekul, kot je sukcinat, sodelujejo pri transportu vodika v transportni verigi elektronov ali reagirajo s kisikom, kar generira H2O2.

Pirolokinolin kinon

To je protetična skupina kinoproteinov, razred dehidrogenaznih encimov, kot je glukoza dehidrogenaza, ki sodeluje pri glikolizi in drugih poteh..

Piridoksal fosfat

Piridoksal fosfat je derivat vitamina B6. Najdeno je kot protetična skupina encimov amino transferaz.

Je protetična skupina encima glikogen fosforilaze in je z njo vezana s kovalentnimi vezmi med aldehidno skupino in ε-amino skupino lizinskega ostanka v osrednjem območju encima. Ta skupina pomaga pri fosforolitični razgradnji glikogena.

Zgoraj navedeni mononukleotid flavin in flavin adenin dinukleotid sta nujni za pretvorbo piridoksina ali vitamina B6 v piridoksal fosfatu.

Metilkobalamin

Metilkobalamin je oblika, ki je enakovredna vitaminu B12. Strukturno ima oktaedarski kobaltni center in vsebuje kovinsko-alkilne vezi. Med glavnimi presnovnimi funkcijami je prenos metilnih skupin.

Tiamin pirofosfat

Tiamin pirofosfat je protetična skupina encimov, vključenih v glavne presnovne poti, kot so α-ketoglutarat dehidrogenaza, piruvat dehidrogenaza in transketolaza..

Podobno sodeluje pri presnovi ogljikovih hidratov, lipidov in aminokislin z razvejano verigo. Vse encimske reakcije, ki zahtevajo tiamin pirofosfat, vključujejo prenos aktivirane aldehidne enote.

Tiamin pirofosfat se intracelularno sintetizira s fosforilacijo vitamina B1 ali tiamina. Molekula je sestavljena iz pirimidinskega obroča in tiazolijevega obroča z azidno CH strukturo.

Pomanjkanje tiamin pirofosfata povzroči nevrološke bolezni, znane kot beriberi in Wernicke-Korsakoffov sindrom. To se zgodi zato, ker je glukoza edino gorivo v možganih in ker kompleks piruvat dehidrogenaze potrebuje tiamin pirofosfat, živčni sistem nima energije..

Molibodterin

Molibdopterini so derivati ​​piranopterina; Sestavljeni so iz piranskega obroča in dveh tiolatov. So protetične skupine ali kofaktorji, ki jih najdemo v encimih, ki imajo molibden ali volfram.

Najdemo ga kot protetično skupino tiosulfatne reduktaze, purinske hidroksilaze in formate dehidrogenaze..

Lipoična kislina

Lipoična kislina je protetična skupina lipoamida in je kovalentno vezana na proteinski del z lizinskim ostankom.

V svoji reducirani obliki ima lipoična kislina par sulfhidrilnih skupin, medtem ko ima v oksidirani obliki ciklični disulfid..

Odgovorna je za zmanjšanje cikličnega disulfida v lipoični kislini. Poleg tega je to protetična skupina transcetilaze in kofaktorjev različnih encimov, ki sodelujejo v ciklu citronske kisline ali Krebsovega cikla..

Je sestavina velike biološke pomembnosti v dehidrogenazah alfa-keto kislin, kjer so sulfhidrilne skupine odgovorne za prenos vodikovih atomov in acilnih skupin..

Molekula je derivat oktanove maščobne kisline in je sestavljena iz terminalnega karboksila in ditionskega obroča..

Nukleinske kisline

Nukleinske kisline so protetične skupine nukleoproteinov, najdenih v celičnih jedrih, kot so histoni, telomeraza in protamin.

Reference

  1. Aracil, C. B., Rodriguez, M.P., Magraner, J.P., & Perez, R.S. (2011). Osnove biokemije. Univerza v Valenciji.
  2. Battaner Arias, E. (2014). Zbirka encimologije. Izdaje Univerze v Salamanci.
  3. Berg, J. M., Stryer, L., in Tymoczko, J.L. (2007). Biokemija. Obrnil sem se.
  4. Devlin, T. M. (2004). Biokemija: učbenik s kliničnimi aplikacijami. Obrnil sem se.
  5. Diaz, A. P., & Pena, A. (1988). Biokemija. Uvodnik Limusa.
  6. Macarulla, J. M., & Goñi, F. M. (1994). Biokemija človeka: osnovni tečaj. Obrnil sem se.
  7. Meléndez, R. R. (2000). Pomen presnove biotina. Dnevnik kliničnih raziskav, 52(2), 194-199.
  8. Müller-Esterl, W. (2008). Biokemija Osnove medicine in znanosti o življenju. Obrnil sem se.
  9. Stanier, R. Y. (1996). Mikrobiologija. Obrnil sem se.
  10. Teijón, J. M. (2006). Osnove strukturne biokemije. Uvodnik Tébar.
  11. Vilches-Flores, A., in Fernández-Mejía, C. (2005). Vpliv biotina na ekspresijo genov in presnovo. Dnevnik kliničnih raziskav, 57(5), 716-724.