Hispanopedia WikiLa hidroxilamina oxidorreductasa ( HAO ) es una enzima que se encuentra en el género procariota Nitrosomonas . Desempeña un papel de vital importancia en el ciclo biogeoquímico del nitrógeno como parte del metabolismo de las bacterias oxidantes de amoníaco .
El sustrato es la hidroxilamina (), una sustancia química producida biológicamente por la enzima amoníaco monooxigenasa . Los productos de la reacción catalizada son objeto de debate, pero trabajos recientes muestran evidencia convincente de la producción de óxido nítrico . [ 1 ]
![{\displaystyle {\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {OH} }}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/65571fd607792c1ecbac0dd871633642ea63a5de)
Estudios estructurales
Los métodos cristalográficos muestran que HAO (código PDB: PDB : 1FGJ ) es un trímero reticulado de polipéptidos que contiene 24 cofactores hemo . [ 2 ] [ 3 ]
Reactividad
Durante muchas décadas se pensó que la enzima catalizaba la siguiente reacción: [ 4 ]
![{\displaystyle {\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {OH} {}+{}\mathrm {H} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {O} {}\mathrel {\longrightarrow } {}\mathrm {NO} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}{\vphantom {A}}^{-}{}+{}5\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}^{+}{}+{}4\,\mathrm {e} {\vphantom {A}}^{-}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/07d7e8a5eaa1bc1dd6bf7787170e89a9c5b6bc14)
Sin embargo, trabajos recientes en este campo revelan que esta enzima cataliza una reacción completamente diferente: [ 1 ]
![{\displaystyle {\mathrm {NH} {\vphantom {A}}_{\smash[{t}]{2}}\mathrm {OH} {}\mathrm {\longrightarrow } {}\mathrm {NO} {}+{}3\,\mathrm {H} {\vphantom {A}}^{+}{}+{}3\,\mathrm {e} {\vphantom {A}}^{-}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f4901376128c81306fd806e0662f5f569eb1a9e4)
La oxidación posterior del óxido nítrico a nitrito causada por la reacción con oxígeno explica la reactividad descrita previamente por Hooper et al.
Impacto ambiental
El óxido nítrico, producto de la catálisis HAO, es un potente gas de efecto invernadero . [ 5 ] Además, el producto oxidado del óxido nítrico en presencia de oxígeno es el nitrito , un contaminante común en la escorrentía agrícola .
Referencias
- 1 2 Caranto, Jonathan D.; Lancaster, Kyle M. (2017-07-17). "El óxido nítrico es un intermediario de nitrificación bacteriana obligada producido por la hidroxilamina oxidorreductasa" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 114 (31): 8217– 8222. Bibcode : 2017PNAS..114.8217C . doi : 10.1073/pnas.1704504114 . ISSN 0027-8424 . PMC 5547625. PMID 28716929 .
- ↑ Cedervall, Peder; Hooper, Alan B.; Wilmot, Carrie M. (10 de septiembre de 2013). "Estudios estructurales de la hidroxilamina oxidorreductasa revelan un cofactor hemo único y un socio de interacción previamente no identificado". Biochemistry . 52 (36): 6211– 6218. doi : 10.1021/bi400960w . ISSN 0006-2960 . PMID 23952581 .
- ↑ Igarashi, N.; Moriyama, H.; Fujiwara, T.; Fukumori, Y.; Tanaka, N. (abril de 1997). "La estructura de 2,8 Å de la hidroxilamina oxidorreductasa de una bacteria quimioautótrofa nitrificante, Nitrosomonas europaea". Nature Structural Biology . 4 (4): 276– 284. doi : 10.1038/nsb0497-276 . ISSN 1072-8368 . PMID 9095195. S2CID 1028628 .
- ↑ Hendrich, Michael P.; Logan, Michael; Andersson, Kristoffer K.; Arciero, Dave M.; Lipscomb, John D.; Hooper, Alan B. (1994-12-01). "El sitio activo de la hidroxilamina oxidorreductasa de Nitrosomonas: evidencia de un nuevo grupo de metales en enzimas". Journal of the American Chemical Society . 116 (26): 11961– 11968. Bibcode : 1994JAChS.11611961H . doi : 10.1021/ja00105a041 . ISSN 0002-7863 .
- ↑ Montzka, SA; Dlugokencky, EJ; Butler, JH (2011). "Gases de efecto invernadero distintos del CO2 y cambio climático". Nature . 476 (7358): 43– 50. doi : 10.1038/nature10322 . PMID 21814274. S2CID 205225911 .
- Hooper AB, Balny C (1982). "Reacción del oxígeno con la hidroxilamina oxidorreductasa de Nitrosomonas: cinética rápida" . FEBS Lett . 144 (2): 299– 303. Bibcode : 1982FEBSL.144..299H . doi : 10.1016 / 0014-5793(82)80658-3 . PMID 7117545. S2CID 9726167 .
- Lipscomb JD, Hooper AB (1982). "Resolución de múltiples centros hemo de la hidroxilamina oxidorreductasa de Nitrosomonas. 1. Espectroscopia de resonancia paramagnética electrónica". Biochemistry . 21 (17): 3965–72 . doi : 10.1021/bi00260a010 . PMID 6289867 .
- Rees MK (1968). "Estudios del metabolismo de la hidroxilamina de Nitrosomonas europaea. I Purificación de la hidroxilamina oxidasa". Biochemistry . 7 (1): 353– 66. doi : 10.1021/bi00841a045 . PMID 5758552 .
- CE 1.7.3
- Enzimas hemo
- Enzimas de estructura conocida
- Fragmentos de oxidorreductasa