Ομάδες προσθετικής ομάδας και οι λειτουργίες τους



Α προσθετική ομάδα είναι το θραύσμα μιας πρωτεΐνης που δεν έχει φύση αμινοξέων. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η πρωτεΐνη ονομάζεται "ετεροπρωτεΐνη" ή συζευγμένη πρωτεΐνη, όπου το πρωτεϊνικό τμήμα ονομάζεται αποπρωτεΐνη. Αντιστρόφως, τα μόρια που ενσωματώνονται μόνο από τα αμινοξέα ονομάζονται ολεοπρωτεΐνες.

Πρωτεΐνες μπορούν να ταξινομηθούν ανάλογα με τη φύση της προσθετικής ομάδας: όταν η ομάδα είναι ένας υδατάνθρακας, ένα λιπίδιο ή ένα αίμης πρωτεΐνες είναι γλυκοπρωτεΐνες, λιποπρωτεΐνες και πρωτεΐνες αίμης, αντιστοίχως. Επιπλέον, οι προσθετικές ομάδες μπορεί να είναι πολύ ποικίλες: από μέταλλα (Zn, Cu, Mg, Fe) έως νουκλεϊκά οξέα, φωσφορικό οξύ, μεταξύ άλλων.

Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι πρωτεΐνες χρειάζονται επιπλέον στοιχεία για να εκτελέσουν επιτυχώς τις λειτουργίες τους. Εκτός από τις προσθετικές ομάδες είναι τα συνένζυμα. οι τελευταίες δεσμεύονται χαλαρά, προσωρινά και ασθενώς με την πρωτεΐνη, ενώ οι προσθετικές ομάδες είναι σταθερά αγκυρωμένες στο πρωτεϊνικό τμήμα.

Ευρετήριο

  • 1 Κύριες προσθετικές ομάδες και οι λειτουργίες τους
    • 1.1 Βιοτίνη
    • 1.2 Ομάδα Heme
    • 1.3 Μονονουκλεοτίδιο φλαβίνης και δινουκλεοτίδιο αβαφίνης αδενίνης
    • 1.4 Κινονόνη πυρρολοκινολίνης
    • 1.5 φωσφορική πυριδοξάλη
    • 1.6 Μεθυλοκοβαλαμίνη
    • 1.7 Πυροφωσφορική θειαμίνη
    • 1.8 Μολυβδαπτερίνη
    • 1.9 Λιποϊκό οξύ
    • 1.10 Νουκλεϊκά οξέα
  • 2 Αναφορές

Κύριες προσθετικές ομάδες και οι λειτουργίες τους

Βιοτίνη

Η βιοτίνη είναι ένα υδρόφιλο σύμπλεγμα βιταμινών Β που εμπλέκονται στο μεταβολισμό των διαφόρων βιομορίων, μεταξύ αυτών τη γλυκονεογένεση, αμινο καταβολισμό οξύ και η σύνθεση των λιπιδίων

Πράξεις ως προσθετική ομάδα πολλών ενζύμων, όπως ακετυλο-ΟοΑ καρβοξυλάσης (οι μορφές βρίσκονται στα μιτοχόνδρια και κυτοσόλιο), πυροσταφυλική καρβοξυλάση, προπιονυλο-ΟοΑ καρβοξυλάση, και β-methylcrotonyl-ΟοΑ καρβοξυλάσης.

Αυτό το μόριο είναι ικανό να συζευχθεί με αυτά τα ένζυμα μέσω υπολείμματος λυσίνης και είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά διοξειδίου του άνθρακα. Ο ρόλος της βιοτίνης στους οργανισμούς ξεπερνά το ρόλο της ως προσθετική ομάδα: συμμετέχει στην εμβρυογένεση, στο ανοσοποιητικό σύστημα και στη γονιδιακή έκφραση.

Το πρωτογενές λευκό αυγό διαθέτει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται αβιδίνη, η οποία καταστέλλει την κανονική χρήση της βιοτίνης. Επομένως, συνιστάται η κατανάλωση μαγειρεμένου αυγού επειδή η θερμότητα αποικοδομεί την αβιδίνη, χάνοντας έτσι τη λειτουργία.

Heme Group

Η αίμη είναι ένα φύση μόριο porfirínica (μεγάλο ετεροκυκλικό μέγεθος δακτυλίου) που έχει στη δομή άτομα σιδήρου του ικανό να συνδέεται αντιστρεπτά σε οξυγόνο ή δίνουν και να παίρνουν ηλεκτρόνια τρόπο. Πρόκειται για την προσθετική ομάδα της αιμοσφαιρίνης, μια πρωτεΐνη υπεύθυνη για τη μεταφορά οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα.

Στις λειτουργικές σφαιρίνες, το άτομο σιδήρου έχει φορτίο +2 και βρίσκεται σε κατάσταση οξείδωσης σιδήρου, έτσι ώστε να μπορεί να σχηματίσει πέντε ή έξι δεσμούς συντονισμού. Το χαρακτηριστικό κόκκινο χρώμα του αίματος οφείλεται στην παρουσία της ομάδας heme.

Η ομάδα heme είναι επίσης η προσθετική ομάδα άλλων ενζύμων, όπως οι μυοσφαιρίνες, τα κυτοχρώματα, οι καταλάσες και οι υπεροξειδάσες.

Μονονουκλεοτίδιο φλαβίνης και δινουκλεοτίδιο αδενίνης φλαβίνης

Αυτές οι δύο προσθετικές ομάδες είναι παρούσες στις φλαβοπρωτεΐνες και προέρχονται από ριβοφλαβίνη ή βιταμίνη Β2. Και τα δύο μόρια έχουν ενεργό θέση που υφίσταται αναστρέψιμες αντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής.

Οι φλαβοπρωτεΐνες έχουν πολύ ποικίλους βιολογικούς ρόλους. Μπορούν να συμμετέχουν σε αντιδράσεις αφυδρογόνωσης μορίων όπως ηλεκτρικό, να συμμετέχουν στη μεταφορά υδρογόνου στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων ή να αντιδρούν με οξυγόνο, δημιουργώντας Η2Ο2.

Πυρρολοκινολίνη κινόνη

Πρόκειται για την προσθετική ομάδα των κινοπρωτεϊνών, μια κατηγορία ενζύμων αφυδρογονάσης όπως η αφυδρογονάση της γλυκόζης, η οποία συμμετέχει στη γλυκόλυση και σε άλλες οδούς.

Φωσφορικό πυριδοξάλη

Το φωσφορικό πυριδοξάλη είναι ένα παράγωγο της βιταμίνης Β6. Βρέθηκε ως προσθετική ομάδα των ενζύμων αμινοτρανσφεράσης.

Είναι η προσθετική ομάδα του ενζύμου φωσφορυλάση γλυκογόνου και συνδέεται με αυτό μέσω ομοιοπολικών δεσμών μεταξύ της ομάδας αλδεϋδης και την ε-αμινο ομάδα ενός υπολείμματος λυσίνης στην κεντρική περιοχή του ενζύμου. Αυτή η ομάδα βοηθά στη φωσφορολυτική καταστροφή του γλυκογόνου.

Τόσο η φλαβίνη μονονουκλεοτιδίου όσο και το δινουκλεοτίδιο αδενίνης φλαβίνης που αναφέρθηκε παραπάνω είναι απαραίτητες για τη μετατροπή πυριδοξίνης ή βιταμίνης Β6 σε φωσφορικό πυριδοξάλη.

Μεθυλοκοβαλαμίνη

Η μεθυλοκοβαλαμίνη είναι μια μορφή ισοδύναμη με τη βιταμίνη Β12. Δομικά έχει ένα οκταεδρικό κέντρο κοβαλτίου και περιέχει δεσμούς μετάλλου-αλκυλίου. Μεταξύ των κυριότερων μεταβολικών λειτουργιών του είναι η μεταφορά μεθυλομάδων.

Πυροφωσφορική θειαμίνη

Η πυροφωσφορική θειαμίνη είναι η προσθετική ομάδα των ενζύμων που εμπλέκονται σε σημαντικές μεταβολικές οδούς, όπως η αφυδρογονάση α-κετογλουταρικό, πυρουβική αφυδρογονάση και τρανσκετολάσης.

Παρομοίως, συμμετέχει στον μεταβολισμό των υδατανθράκων, των λιπιδίων και των διακλαδισμένων αμινοξέων. Όλες οι ενζυματικές αντιδράσεις που απαιτούν πυροφωσφορική θειαμίνη συνεπάγονται τη μεταφορά μιας μονάδας ενεργοποιημένης αλδεΰδης.

Η πυροφωσφορική θειαμίνη συντίθεται ενδοκυτταρικά με τη φωσφορυλίωση της βιταμίνης Β1 ή θειαμίνη. Το μόριο αποτελείται από δακτύλιο πυριμιδίνης και δακτύλιο θειαζολίου με δομή αζιδίου CH.

Η ανεπάρκεια πυροφωσφορικής θειαμίνης έχει ως αποτέλεσμα νευρολογικές παθήσεις γνωστές ως σύνδρομο beriberi και Wernicke-Korsakoff. Αυτό συμβαίνει επειδή η γλυκόζη είναι το μόνο καύσιμο στον εγκέφαλο και, επειδή το σύμπλοκο πυροσταφυλικής αφυδρογονάσης χρειάζεται πυροφωσφορική θειαμίνη, το νευρικό σύστημα δεν έχει ενέργεια.

Μολυβδοπτερίνη

Οι μολυβδοπτερίνες είναι παράγωγα της πυρανοπτερίνης. Αποτελούνται από δακτύλιο πυρανίου και δύο θειολάτες. Πρόκειται για προσθετικές ομάδες ή συμπαράγοντες που βρίσκονται σε ένζυμα που έχουν μολυβδαίνιο ή βολφράμιο.

Βρίσκεται ως προσθετική ομάδα θειοθειικής ρεδουκτάσης, υδροξυλάσης πουρίνης και αφυδρογονάσης μυρμηκικού οξέος.

Λιποϊκό οξύ

Το λιποϊκό οξύ είναι η προσθετική ομάδα του λιποαμιδίου και συνδέεται ομοιοπολικά με το πρωτεϊνικό τμήμα με υπόλειμμα λυσίνης.

Στην ανηγμένη μορφή του, το λιποϊκό οξύ διαθέτει ένα ζεύγος σουλφυδρυλ ομάδων, ενώ στην οξειδωμένη μορφή έχει ένα κυκλικό δισουλφίδιο.

Είναι υπεύθυνη για τη μείωση του κυκλικού δισουλφιδίου στο λιποϊκό οξύ. Επιπλέον, είναι η προσθετική ομάδα της τρανσκετυλάσης και του συμπαράγοντα των διαφόρων ενζύμων που εμπλέκονται στον κύκλο του κιτρικού οξέος ή στον κύκλο του Krebs.

Είναι ένα συστατικό μεγάλης βιολογικής σημασίας στις αφυδρογονάσες των αλφα-κετοοξέων, όπου οι ομάδες σουλφυδρυλίου είναι υπεύθυνες για τη μεταφορά ατόμων υδρογόνου και ομάδων ακυλίου.

Το μόριο είναι ένα παράγωγο του οκτανοϊκού λιπαρού οξέος και αποτελείται από ένα τερματικό καρβοξύλιο και ένα διθειικό δακτύλιο.

Νουκλεϊκά οξέα

Τα νουκλεϊκά οξέα είναι οι προσθετικές ομάδες νουκλεοπρωτεϊνών που βρίσκονται στους κυτταρικούς πυρήνες, όπως οι ιστόνες, η τελομεράση και η πρωταμίνη.

Αναφορές

  1. Aracil, C. Β., Rodriguez, Μ. Ρ., Magraner, J. Ρ., & Perez, R.S. (2011). Βασικές αρχές βιοχημείας. Πανεπιστήμιο της Βαλένθια.
  2. Battaner Arias, Ε. (2014). Σύνολο ενζυμολογίας. Εκδόσεις του Πανεπιστημίου της Σαλαμάνκα.
  3. Berg, J. Μ., Stryer, L., & Tymoczko, J.L. (2007). Βιοχημεία. Αντίστροφα.
  4. Devlin, Τ. Μ. (2004). Βιοχημεία: βιβλίο με κλινικές εφαρμογές. Αντίστροφα.
  5. Diaz, Α. Ρ., & Pena, Α. (1988). Βιοχημεία. Συντάκτης Limusa.
  6. Macarulla, J. Μ., & Goñi, F. Μ. (1994). Ανθρώπινη βιοχημεία: βασική πορεία. Αντίστροφα.
  7. Meléndez, R. R. (2000). Σημασία του μεταβολισμού της βιοτίνης. Περιοδικό κλινικής έρευνας, 52(2), 194-199.
  8. Müller-Esterl, W. (2008). Βιοχημεία Βασικές αρχές για την ιατρική και τις βιοεπιστήμες. Αντίστροφα.
  9. Stanier, R.Y. (1996). Μικροβιολογία. Αντίστροφα.
  10. Teijon, J. Μ. (2006). Θεμελιώδη στοιχεία της δομικής βιοχημείας. Επεξεργασία Tébar.
  11. Vilches-Flores, Α., & Fernández-Mejía, C. (2005). Επίδραση της βιοτίνης στην γονιδιακή έκφραση και μεταβολισμό. Περιοδικό κλινικής έρευνας, 57(5), 716-724.