Hispanopedia WikiLa codeína 3-O-desmetilasa ( EC 1.14.11.32 , codeína O-desmetilasa , CODM ) es una enzima con el nombre sistemático codeína,2-oxoglutarato:oxígeno oxidorreductasa (3-O-desmetilante) . [ 1 ] Cataliza dos de las reacciones químicas involucradas en la vía metabólica de la tebaína a la morfina . Una transcurre a través de la oripavina y la otra a través de la codeína. Ambas implican la eliminación de un grupo metilo fenólico ( OCH₃ ) utilizando oxígeno molecular como oxidante . [ 2 ]
- codeína + ácido α-cetoglutárico + O 2morfina + formaldehído + ácido succínico + CO₂
Esta es la reacción de la que la enzima recibe su nombre. Sin embargo, también actúa sobre la tebaína:
- tebaína + ácido α-cetoglutárico + O₂oripavina + formaldehído + ácido succínico + CO₂
Conversión de la tebaína en oripavina
En esta parte de la biosíntesis de morfina en la amapola de opio Papaver somniferum , el sustrato de la enzima es la tebaína y el producto alcaloide es la oripavina: [ 3 ] [ 4 ]
En esta secuencia, la codeína 3-O-desmetilasa es responsable de la eliminación del sustituyente metilo del grupo metoxi unido al anillo fenilo , que se convierte en formaldehído , con la oxidación impulsada por oxígeno molecular . [ 2 ] Esta ruta hacia la morfina se completa a través de la morfinona . [ 4 ] La enzima es una proteína de hierro no hemo con un sitio activo ferrilo donde Fe(IV)=O es la especie que transfiere su oxígeno al sustrato. [ 5 ]
El mecanismo utilizado por estas oxigenasas dependientes de 2-oxoglutarato requiere ácido 2-oxoglutárico para activar el complejo hierro-oxígeno, y esto produce ácido succínico y dióxido de carbono cuando se elimina el segundo átomo del oxígeno molecular. [ 6 ]
Conversión de codeína a morfina
En la vía alternativa a la morfina en la que la tebaína se desmetila primero en su éter enólico por la enzima tebaína 6-O-desmetilasa dando neopinona y posteriormente codeinona y codeína, el paso final involucra nuevamente a la codeína 3-O-desmetilasa: [ 4 ]
La codeína 3-O-desmetilasa y la tebaína 6-O-desmetilasa son ambas dioxigenasas dependientes de α-cetoglutarato/Fe(II) y a partir de 2024fueron las únicas enzimas confirmadas que utilizan esta combinación para la desmetilación. [ 4 ]
Referencias
- ↑ Hagel JM, Facchini PJ (abril de 2010). "Las dioxigenasas catalizan los pasos de O-desmetilación de la biosíntesis de morfina en la amapola del opio". Nature Chemical Biology . 6 (4): 273– 275. doi : 10.1038/nchembio.317 . PMID 20228795 .
- 1 2 Enzima 1.14.11.32 en la base de datos de vías metabólicas KEGG .
- ↑ Mascavage, Linda M.; Jasmin, Serge; Sonnet, Philip E.; Wilson, Michael; Dalton, David R. (2010). «Alcaloides». Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann . págs. 46–54 . doi : 10.1002/14356007.a01_353.pub2 . ISBN 978-3-527-30385-4.
- 1 2 3 4 Tian Y, Kong L, Li Q, Wang Y, Wang Y, An Z, et al. (noviembre de 2024). "Diversidad estructural, origen evolutivo e ingeniería metabólica de alcaloides de bencilisoquinolina especializados en plantas". Natural Product Reports . 41 (11): 1787– 1810. doi : 10.1039/d4np00029c . PMID 39360417 .
- ^ Mbenza NM, Vadakkedath PG, McGillivray DJ, Leung IK (diciembre de 2017). "Estudios de RMN de las oxigenasas dependientes de 2-oxoglutarato y Fe (II) no hemo". Revista de bioquímica inorgánica . 177 : 384– 394. doi : 10.1016/j.jinorgbio.2017.08.032 . PMID 28893416 .
- ↑ Clifton IJ, Hsueh LC, Baldwin JE, Harlos K, Schofield CJ (diciembre de 2001). "Estructura de la prolina 3-hidroxilasa. Evolución de la familia de oxigenasas dependientes de 2-oxoglutarato" . European Journal of Biochemistry . 268 (24): 6625– 6636. doi : 10.1046/j.0014-2956.2001.02617.x . PMID 11737217 .
Enlaces externos
- Codeína + 3-O-desmetilasa en los Encabezamientos de Materias Médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
- CE 1.14.11