bisfosfoglicerato mutasa

La bisfosfoglicerato mutasa ( EC 5.4.2.4 , BPGM) es una enzima expresada en eritrocitos ^{[ 2 ]} y células placentarias ^{[ 3 ]} . Es responsable de la síntesis catalítica de 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG) a partir de 1,3-bisfosfoglicerato . La BPGM tiene funciones mutasa y fosfatasa , pero estas son mucho menos activas, en contraste con su homóloga glucolítica, la fosfoglicerato mutasa (PGM), que favorece estas dos funciones, pero también puede catalizar la síntesis de 2,3-BPG en menor medida.

Debido a que la función principal de la bisfosfoglicerato mutasa es la síntesis de 2,3-BPG, esta enzima se encuentra solo en eritrocitos y células placentarias . ^{[ 3 ]} En la glucólisis , la conversión de 1,3-BPG a 2,3-BPG evita la reacción de la fosfoglicerato quinasa que genera ATP ; en consecuencia, no se genera ATP neto cuando la glucosa se metaboliza a través de la vía de Luebering-Rapoport . Dado que la función principal del 2,3-BPG es desplazar el equilibrio de la hemoglobina hacia el estado desoxigenado, su producción solo es realmente útil en las células que contienen hemoglobina, como los eritrocitos y las células placentarias.

El 1,3-BPG se forma como intermediario en la glucólisis . La BPGM lo toma y lo convierte en 2,3-BPG, que cumple una función importante en el transporte de oxígeno . El 2,3-BPG se une con alta afinidad a la hemoglobina, provocando un cambio conformacional que resulta en la liberación de oxígeno. Los tejidos locales pueden entonces captar el oxígeno libre. Esto también es importante en la placenta, donde la sangre fetal y materna se encuentran muy cerca. Al producir la placenta 2,3-BPG, se libera una gran cantidad de oxígeno de la hemoglobina materna cercana, que luego puede disociarse y unirse a la hemoglobina fetal, la cual tiene una afinidad mucho menor por el 2,3-BPG. ^{[ 3 ]}

BPGM es un dímero compuesto por dos subunidades proteicas idénticas, cada una con su propio sitio activo. Cada subunidad consta de seis hebras β, β AF, y diez hélices α, α 1–10. La dimerización ocurre a lo largo de las caras de β C y α 3 de ambos monómeros. ^{[ 1 ]} BPGM es aproximadamente un 50% idéntico a su homólogo PGM, con los principales residuos del sitio activo conservados en casi todos los PGM y BPGM. ^{[ 1 ]}

• His ¹¹ : el nucleófilo de la reacción de 1,2-BPG a 1,3-BPG. Rota de un lado a otro con la ayuda de His-188 para colocarse en una posición alineada y atacar el grupo fosfato 1'. ^{[ 4 ]}
• His-188: involucrada en la estabilidad general de la proteína, ^{[ 5 ]} así como en el enlace de hidrógeno con el sustrato, al igual que His-11, al cual atrae a su posición catalítica.
• Arg ⁹⁰ : aunque no participa directamente en la unión, este residuo con carga positiva es esencial para la estabilidad general de la proteína. Puede sustituirse por lisina con escaso efecto sobre la catálisis. ^{[ 5 ]}
• Cys ²³ : tiene poco efecto en la estructura general, pero un gran efecto en la reactividad de la enzima. ^{[ 6 ]}

El 1,3-BPG se une al sitio activo , lo que provoca un cambio conformacional en el que la hendidura alrededor del sitio activo se cierra sobre el sustrato , fijándolo firmemente en su lugar. ^{[ 4 ]} El 1,3-BPG forma un gran número de enlaces de hidrógeno con los residuos circundantes, muchos de los cuales están cargados positivamente, lo que restringe severamente su movilidad. Su rigidez sugiere una asociación impulsada entálpicamente. Los cambios conformacionales hacen que His ¹¹ rote, parcialmente ayudado por el enlace de hidrógeno con His ^188. His ¹¹ se alinea con el grupo fosfato y luego pasa por un mecanismo S _{N 2 en el que His} ¹¹ es el nucleófilo que ataca al grupo fosfato. ^{[ 4 ]} El grupo 2' hidroxilo ataca entonces al fosfato y lo elimina de His ¹¹ , creando así 2,3-BPG.

• Bisfosfoglicerato mutasa en los encabezamientos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
• CE 5.4.2.4