Aldeide ossidoreduttasi
| aldeide deidrogenasi (FAD-indipendente) | |
|---|---|
 Modello tridimensionale dell'enzima | |
| Numero EC | 1.2.99.7 |
| Classe | Ossidoreduttasi |
| Nome sistematico | |
| aldeide:accettore ossidoreduttasi (FAD-indipendente) | |
| Altri nomi | |
| aldeide ossidasi; aldeide ossidoreduttasi; Mop; AORDd | |
| Banche dati | BRENDA, EXPASY, GTD, PDB (RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum) |
| Fonte: IUBMB | |
La aldeide ossidoreduttasi identificato nel Desulfovibrio gigas [1], un organismo considerato modello del mondo batterico, è una flavoproteina e un molibdo-enzima. Contiene un cofattore FAD un cofattore molibdeno e due centri ferro-zolfo ([2Fe-2S])
è un enzima contenente come cofattore una molibdopterina, della classe delle ossidoreduttasi anche noto con l'acronimo DgAOR.
Questo enzima, facente parte della grande categoria dei molibdo-enzimi mononucleari, in base alla struttura del centro molibdenico viene inclusa nella famiglia delle xantina ossidasi, nonostante differisca dagli altri enzimi famiglia per essere FAD-indipendente; anche nell'analisi delle strutture, si nota l'assenza del dominio contenente la molecola di FAD.
Essa catalizza la seguente reazione:
- aldeide + H2O + accettore ⇄ un carbossilato + accettore ridotto
Si tratta di un omodimero composto da un singolo polipeptide di 907 residui amminoacidicidi due subunità di 100 KDa con un basso punto isoelettrico (pI = 4,7), grossolanamente globulare, con un diametro di 75 Å [2] contenente tre centri redox: il cofattore Molibdopterina e due congiunti di ferro chiamati di tipo I e II per monomero.
Questi tre centri, in blu nella figura al lato, sono allineati all'interno della proteina per creare un ideale percorso per il trasferimento elettronico. Il primo centro [Fe-S] è immerso circa 15 Å al di sotto della superficie molecolare, mentre il secondo congiunto [Fe-S] è più esposto al solvente tramite la cisteina 60. Il sito attivo con il molibdeno è, come tipico per questo tipo di enzimi, piuttosto profondamente sepolto (10-15 Å dalla superficie), ma raggiungibile tramite un canale (visibile nella figura come una protuberanza dell'enzima sulla destra) il quale permette alla molecola di substrato di raggiungere il sito attivo e al prodotto di essere rilasciato. Nel DgAOR la cavità a forma di imbuto larga in superficie con un diametro di circa 17 Å e diventa più stretta all'avvicinarsi all'atomo di molibdeno (circa 6 Å). I residui apolari Phe425, Phe494, Leu497 e Leu626 dominano il canale alla sua metà altezza.. Durante il ciclo enzimatico (l'ossidazione di aldeidi ai corrispondenti acidi carbossilici, gli elettroni sono trasferiti dal Mo attraverso i due centri [2Fe-2S] ad un elettron-accettore esterno, che rimpiazza il corrispondente FAD nelle xantina ossidasi [3]
Tramite risonanza paramagnetica elettronica sono stati calcolati i potenziali di riduzione formali dei singoli centri elettroattivi[4]:
Eº' [Fe-S I] = -280 mV Eº' [Fe-S II] = -285 mV Eº' [Mo(VI)/Mo(V)] = -450 mV Eº' [Mo(V)/Mo(IV)] = -530 mV
Diretto scambio di elettroni del DgAOR è stata osservata agli elettrodi di grafite pirolitica, carbonio vitreo tramite la regione positiva vicina al centro [2Fe-2S] II più esposto, la quale si ipotizza che possa essere il punto di attracco dell'accettore di elettroni fisiologico dell'enzima, che rimane ancora sconosciuto. Invece una diretta elettrochimica, misurata tramite ciclovoltammetria all'elettrodo d'oro, col supporto di neomicina, si presume possa avvenire con l'atomo di molibdeno catalizzando la reazione di riduzione delle aldeidi ai rispettivi alcoli[5].
Note
[modifica | modifica wikitesto]- ^ Moura, J.J.G.; Xavier, A.V.; Bruschi, M.; Le Gall, J.; Hall, D.O.; Cammack, R.; A molybdenum-containing iron-sulphur protein from Desulphovibrio gigas. Biochem Biophys Res Commun. 1976, 72(3)pag.782-9 Entrez PubMed 186061
- ^ Duarte, R.O., Archer, M., Dias, J.M., Bursakov, S., Huber, R., Moura, I., Romao, M.J. and Moura, J.J., Biochemical/spectroscopic characterization and preliminary X-ray analysis of a new aldehyde oxidoreductase isolated from Desulfovibrio desulfuricans ATCC 27774, in Biochem. Biophys. Res. Commun., vol. 268, 2000, pp. 745–749, Entrez PubMed 10679276.
- ^ Aldehyde oxidoreductase activity in Desulfovibrio gigas: in vitro reconstitution of an electron-transfer chain from aldehydes to the production of molecular hydrogen., in Biochemistry., 32(43), 1993, pp. 11559-68, Entrez PubMed 8218223.
- ^ Romao, M.J., Archer, M., Moura, I., Moura, J.J., LeGall, J., Engh, R., Schneider, M., Hof, P. and Huber, R., Crystal structure of the xanthine oxidase-related aldehyde oxido-reductase from D. gigas, in Science, vol. 270, 1995, pp. 1170–1176, Entrez PubMed 7502041.
- ^ Correia dos Santos MM, Sousa PM, Gonçalves ML, Romão MJ, Moura I, Moura JJ., Direct electrochemistry of the Desulfovibrio gigas aldehyde oxidoreductase., in Eur J Biochem., 271(7), 2004, pp. 1329-38, Entrez PubMed 15030483.
