En bioquímica , un metabolón es un complejo estructural-funcional temporal formado entre enzimas secuenciales de una vía metabólica , mantenido unido tanto por interacciones no covalentes como por elementos estructurales de la célula, como proteínas de membrana integrales y proteínas del citoesqueleto .
La formación de metabolones permite que el producto intermedio de una enzima pase (canalización) directamente al sitio activo de la siguiente enzima consecutiva de la vía metabólica. El ciclo del ácido cítrico es un ejemplo de un metabolón que facilita la canalización del sustrato. [ 1 ] [ 2 ] Otro ejemplo es la vía de síntesis de dhurrina en el sorgo, en la que las enzimas se ensamblan como un metabolón en membranas lipídicas. [ 3 ] Durante el funcionamiento de los metabolones, la cantidad de agua necesaria para hidratar las enzimas se reduce y la actividad enzimática aumenta .
Historia
El concepto de complejos celulares estructurales-metabólicos fue concebido por primera vez en 1970 por AM Kuzin de la Academia de Ciencias de la URSS, [ 4 ] y adoptado en 1972 por Paul A. Srere de la Universidad de Texas para las enzimas del ciclo del ácido cítrico . [ 5 ] Esta hipótesis fue bien aceptada en la antigua URSS y desarrollada posteriormente para el complejo de enzimas glucolíticas (vía de Embden-Meyerhof-Parnas) por BI Kurganov y AE Lyubarev. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] A mediados de la década de 1970, el grupo de FM Clarke en la Universidad de Queensland , Australia, también trabajó en el concepto. [ 10 ] [ 11 ] El nombre "metabolón" fue propuesto por primera vez en 1985 por Paul Srere [ 12 ] durante una conferencia en Debrecen, Hungría. [ 13 ]
El caso de la síntesis de ácidos grasos
En Chaetomium thermophilum , existe un complejo de un metabolón entre la sintasa de ácidos grasos y una carboxilasa de MDa, [ 14 ] y se observó mediante reticulación química acoplada a espectrometría de masas y se visualizó mediante criomicroscopía electrónica . El metabolón de síntesis de ácidos grasos en C. thermophilum es altamente flexible, y aunque fue posible obtener una estructura de alta resolución de la sintasa de ácidos grasos , la gran flexibilidad del metabolón dificultó la determinación de la estructura de alta resolución.
Ejemplos
Véase también
Referencias
- ↑ Wu, Fei; Minteer, Shelley (2 de febrero de 2015). "Metabolon del ciclo de Krebs: evidencia estructural de canalización de sustrato revelada por reticulación y espectrometría de masas" . Angewandte Chemie International Edition . 54 (6): 1851–1854 . doi : 10.1002/anie.201409336 . PMID 25537779 .
- ↑ Zhang, Youjun; Beard, Katherine FM; Swart, Corné; Bergmann, Susan; Krahnert, Ina; Nikoloski, Zoran; Graf, Alexander; Ratcliffe, R. George; Sweetlove, Lee J.; Fernie, Alisdair R.; Obata, Toshihiro (16 de mayo de 2017). " Interacciones proteína-proteína y canalización de metabolitos en el ciclo del ácido tricarboxílico de las plantas" . Nature Communications . 8 15212. doi : 10.1038/ncomms15212 . PMC 5440813. PMID 28508886 .
- ^ Laursen, Tomás; Borch, Jonás; Knudsen, Camilla; Bavishi, Krutika; Torta, Federico; Martens, Helle Juel; Silvestro, Daniele; Hatzakis, Nikos S.; Wenk, Markus R. (18 de noviembre de 2016). "Caracterización de un metabolón dinámico que produce el compuesto de defensa dhurrin en sorgo" (PDF) . Ciencia . 354 (6314): 890– 893. doi : 10.1126/science.aag2347 . ISSN 0036-8075 . PMID 27856908 . S2CID 19187608 .
- ↑ Kuzin AM Hipótesis estructural-metabólica en radiobiología. Moscú: Nauka Ed., 1970.- 50 p.
- ↑ Srere PA ¿Existe una organización de las enzimas del ciclo de Krebs en la matriz mitocondrial? En: Metabolismo energético y regulación de los procesos metabólicos en las mitocondrias, RW Hanson y WA Mehlman (Eds.). Nueva York: Academic Press. 1972. págs. 79-91.
- ↑ Lyubarev, AE; Kurganov, BI (1989). "Organización supramolecular de las enzimas del ciclo del ácido tricarboxílico". Biosystems . 22 (2): 91– 102. doi : 10.1016/0303-2647(89)90038-5 . PMID 2720141 .
- ↑ Lyubarev AE, Kurganov BI. Organización supramolecular de las enzimas del ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Actas del Simposio de toda la Unión Soviética «Mecanismos moleculares y regulación del metabolismo energético». Puschino, Rusia, 1986. pág. 13. (en ruso).
- ↑ Kurganov B. I, Lyubarev AE. Estructura hipotética del complejo de enzimas glucolíticas (metabolón glucolítico), formado en la membrana de los eritrocitos. Molek. Biologia. 1988. Vol. 22, n.º 6, págs. 1605-1613. (en ruso)
- ↑ Kurganov BI, Lyubarev AE. Enzimas y complejos multienzimáticos como sistemas controlables. En: Revistas Científicas Soviéticas. Sección D. Revistas de Biología Fisicoquímica. Vol. 8 (ed. VP Skulachev). Glasgow, Harwood Acad. Publ., 1988, págs. 111-147.
- ↑ Clarke, FM; Masters, CJ (1975). "Sobre la asociación de enzimas glucolíticas con proteínas estructurales del músculo esquelético". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects . 381 (1): 37– 46. doi : 10.1016/0304-4165(75)90187-7 . PMID 1111588 .
- ↑ Clarke, FM; Stephan, P.; Huxham, G.; Hamilton, D.; Morton, DJ (1984). "Dependencia metabólica de la unión de enzimas glucolíticas en el corazón de rata y oveja". European Journal of Biochemistry . 138 (3): 643– 9. doi : 10.1111/j.1432-1033.1984.tb07963.x . PMID 6692839 .
- ↑ Srere, PA (1985). "El metabolón". Trends in Biochemical Sciences . 10 (3): 109– 110. doi : 10.1016/0968-0004(85)90266-X .
- ^ Robinson, JB, Jr. y Srere, PA (1986) Interacciones de enzimas metabólicas secuenciales de las mitocondrias: un papel en la regulación metabólica, págs. 159-171 en Dynamics of Biochemical Systems (ed. Damjanovich, S., Keleti, T. & Trón, L.), Akadémiai Kiadó, Budapest, Hungría
- ↑ Kastritis, Panagiotis L.; O'Reilly, Francis J.; Bock, Thomas; Li, Yuanyue; Rogon, Matt Z.; Buczak, Katarzyna; Romanov, Natalie; Betts, Matthew J.; Bui, Khanh Huy (2017-07-01). "Capturando comunidades de proteínas mediante proteómica estructural en un eucariota termófilo" . Biología de Sistemas Moleculares . 13 (7): 936. doi : 10.15252/msb.20167412 . ISSN 1744-4292 . PMC 5527848. PMID 28743795 .
- ↑ Veliky MM, Starikovich LS, Klimishin NI, Chayka Ya. P. Mecanismos moleculares en la integración del metabolismo. Ed. Universidad Nacional de Lviv, Lviv, Ucrania. 2007. 229 P. (en ucraniano) ISBN 978-966-613-538-7
- Metabolismo
- complejos proteicos