Acetato quinasa

En biología molecular, la acetato quinasa ( EC 2.7.2.1 ), que se encuentra predominantemente en microorganismos, facilita la producción de acetil-CoA fosforilando ^el acetato en presencia de ATP y un catión divalente . ^{[ 2} ]

La enzima caracterizada a partir de muchas especies de bacterias y arqueas , incluyendo Bacillus subtilis , ^{[ 3 ]} Lactobacillus sanfranciscensis , ^{[ 4 ]} y Methanosarcina thermophila ^{, [ 5 ]} cataliza la fosforilación del ácido acético:

ATP +

 

ácido acético

 

 

 

 

 

 

ADP +

 

fosfato de acetilo

Se transfiere un grupo fosfato del cofactor , el adenosín trifosfato (ATP), que se convierte en adenosín difosfato (ADP).

La enzima no siempre es específica para el acetato: en Methanosarcina thermophila también actúa sobre el ácido propiónico . ^{[ 6 ]} En una variante encontrada en Escherichia coli, esta es la función principal de la enzima, cuando degrada la L-treonina. ^{[ 7 ]}

Los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) desempeñan un papel fundamental en el ciclo del carbono y pueden ser utilizados como fuente de carbono y energía por las bacterias. La propionato quinasa de Salmonella typhimurium ( St TdcD) cataliza la transferencia reversible del γ-fosfato del ATP al propionato durante la degradación de la l-treonina a propionato. El análisis cinético reveló que St TdcD posee una amplia especificidad de ligando y puede ser activada por diversos AGCC (propionato>acetato≈butirato), nucleótidos (ATP≈GTP>CTP≈TTP; dATP>dGTP>dCTP) e iones metálicos (Mg ²⁺ ≈Mn ²⁺ >Co ²⁺ ). La inhibición de St TdcD por intermediarios del ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), como el citrato, el succinato, el α-cetoglutarato y el malato, sugiere que la enzima podría estar sujeta a una regulación por retroalimentación. Las estructuras cristalinas de St TdcD unida a PO ₄ (fosfato), AMP, ATP, Ap4 (adenosina tetrafosfato), GMP, GDP, GTP, CMP y CTP revelaron que la unión del nucleótido implica principalmente interacciones hidrofóbicas con la porción de la base y podría explicar la amplia especificidad bioquímica observada entre la enzima y los nucleótidos. Los estudios de modelado y mutagénesis dirigida al sitio sugieren que Ala88 es un residuo importante involucrado en la determinación de la velocidad de catálisis con sustratos de SCFA. Las simulaciones de dinámica molecular en formas monoméricas y diméricas de St TdcD revelaron estados abiertos y cerrados plausibles, y también sugirieron un papel para la dimerización en la estabilización del segmento 235-290 involucrado en interacciones interfaciales y unión de ligando. La observación de una molécula de etilenglicol unida suficientemente cerca del γ-fosfato en complejos de St TdcD con nucleótidos trifosfato apoya la transferencia directa de fosforilo en línea. ^{[ 3 ] [ 8 ]} La enzima es importante en el proceso de glucólisis , y sus niveles aumentan en presencia de exceso de glucosa . Se ha demostrado que el crecimiento de un mutante bacteriano deficiente en acetato quinasa se inhibe por la glucosa, lo que sugiere que la enzima participa en la excreción del exceso de carbohidratos . ^{[ 3 ]} Una enzima relacionada, la butirato quinasa , facilita la formación de butiril-CoA fosforilando el butirato en presencia de ATP para formar butiril fosfato . ^{[ 8 ]}