Hispanopedia WikiCualquier sistema enzimático que incluya la proteína o el dominio del citocromo P450 puede denominarse sistema que contiene P450 . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
Las enzimas P450 suelen funcionar como oxidasas terminales en cadenas de transferencia de electrones multicomponentes , denominadas sistemas monooxigenasa que contienen P450, aunque también se han descrito P450 autosuficientes, no monooxigenasas. Todos los sistemas monooxigenasa que contienen P450 conocidos comparten una arquitectura de dominio estructural y funcional común . Además del propio citocromo, estos sistemas contienen uno o más dominios redox fundamentales: flavoproteína o dominio que contiene FAD , dominio FMN , ferredoxina y citocromo b5 . Estos dominios redox ubicuos, en diversas combinaciones, están ampliamente distribuidos en los sistemas biológicos. El dominio FMN, la ferredoxina o el citocromo b5 transfieren electrones entre la flavina reductasa (proteína o dominio) y el P450. Si bien los sistemas que contienen P450 se encuentran en todos los reinos de la vida, algunos organismos carecen de uno o más de estos dominios redox.
Sistemas Fd/P450
Estos sistemas implican que la enzima P450 acepte electrones de la forma reducida de las ferredoxinas solubles (Fd).
Sistemas FR/Fd/P450
Los sistemas mitocondriales y algunos sistemas bacterianos de P450 emplean ferredoxinas solubles Fe₂S₂ ( Fd ) que actúan como transportadores de electrones individuales entre la ferredoxina reductasa (FR) que contiene FAD y el P450. En los sistemas de monooxigenasa mitocondrial, la adrenodoxina funciona como un transportador de electrones soluble entre la NADPH: adrenodoxina reductasa y varios P450 unidos a la membrana (CYP11A, CYP11B, CYP27). En las bacterias, la putidaredoxina, la terpredoxina y la rodocoxina sirven como transportadores de electrones entre las ferredoxinas reductasas dependientes de NADH correspondientes y los P450 solubles ( CYP101 , CYP108, CYP116).
El esquema general del flujo de electrones en los sistemas P450 que contienen ferredoxinas de tipo adrenodoxina es:
El sistema de esterol desmetilasa de Mycobacterium tuberculosis contiene flavoproteína reductasa A (FprA), ferredoxina Fe 3 S 4 de tipo bacteriano y hemoproteína CYP51. [ 5 ]
Sistemas FMN/Fd/P450
Un sistema P450 inusual de un solo componente se encontró originalmente en Rhodococcus sp. NCIMB 9784 ( CYP116B2 ). En este sistema, el dominio P450 N-terminal está fusionado al dominio reductasa que muestra similitud de secuencia con la ftalato dioxigenasa reductasa y consta, a su vez, de un dominio de unión a FMN y un dominio ferredoxina de tipo vegetal C-terminal. [ 6 ] Se han identificado sistemas similares en la bacteria tolerante a metales pesados Ralstonia metallidurans ( CYP116A1 ) y en varias especies de Burkolderia . El esquema general del flujo de electrones en este sistema parece ser:
Sistemas RCP/P450
Las enzimas P450 microsomales eucariotas y algunas P450 bacterianas reciben electrones de una enzima que contiene FAD y FMN, conocida como citocromo P450 reductasa (CPR; EC 1.6.2.4 ). La CPR microsomal es una proteína unida a la membrana que interactúa con diferentes P450. En Bacillus megaterium y Bacillus subtilis , la CPR es un dominio C-terminal de CYP102, un sistema P450 soluble autosuficiente de un solo polipéptido (P450 es un dominio N-terminal). El esquema general del flujo de electrones en el sistema CPR/P450 es:
Sistemas CBR/b5/P450
La proteína de transporte de electrones ubicua citocromo b 5 puede servir como efector (activador o inhibidor) de los P450. Se planteó la hipótesis de que el citocromo b 5 está involucrado en la transferencia del segundo electrón al P450, ya sea desde CPR o desde NADH:citocromo b 5 reductasa (CBR; EC 1.6.2.2 ):
Se ha demostrado in vitro la capacidad del sistema CBR/citocromo b5 para sustentar la catálisis del P450 utilizando CBR purificado y citocromo b5 de Saccharomyces cerevisiae , así como la enzima CYP51 de Candida albicans . En este sistema, tanto el primer como el segundo electrón son donados por el CBR.
Sistemas exclusivos P450
La óxido nítrico reductasa (P450nor) es una enzima P450 involucrada en la desnitrificación en varias especies de hongos. La P450nor mejor caracterizada es la CYP55A1 de Fusarium oxysporum . Esta enzima no tiene actividad monooxigenasa, pero es capaz de reducir el óxido nítrico (NO · ) para formar óxido nitroso (N₂O ) directamente utilizando NAD(P)H como donador de electrones:
La β-hidroxilasa de ácidos grasos P450 BSβ de Bacillus subtilis ( CYP152A1 ) y la α-hidroxilasa de ácidos grasos P450 SPα de Pseudomonas paucimobilis ( CYP152B1 ) catalizan la reacción de hidroxilación de ácidos grasos de cadena larga utilizando peróxido de hidrógeno ( H₂O₂ ) como oxidante. Estas enzimas no requieren ningún sistema de reducción para su catálisis.
La aleno óxido sintasa (CYP74A; EC 4.2.1.92 ), la hidroperóxido liasa de ácidos grasos (CYP74B), la prostaciclina sintasa (CYP8; EC 5.3.99.4 ) y la tromboxano sintasa (CYP5; EC 5.3.99.5 ) son ejemplos de enzimas P450 que no requieren una reductasa ni oxígeno molecular para su actividad catalítica. Los sustratos para todas estas enzimas son derivados de ácidos grasos que contienen dioxígeno parcialmente reducido (ya sean grupos hidroperoxi o epidioxi).
Referencias
- ^ Degtyarenko, KN; Kulikova, TA (2001). "Evolución de motivos bioinorgánicos en sistemas que contienen P450". Biochem. Soc. Trans . 29 (2): 139– 147. doi : 10.1042/BST0290139 . PMID 11356142 .
- ^ Hanukoglu, I. (1996). "Proteínas de transferencia de electrones de los sistemas del citocromo P450" (PDF) . Adv. Mol. Cell Biol . Advances in Molecular and Cell Biology. 14 : 29–56 . doi : 10.1016/S1569-2558(08)60339-2 . ISBN 9780762301133.
- ^ McLean, KJ; Sabri, M.; Marshall, KR; Lawson, RJ; Lewis, DG; Clift, D.; Balding, PR; Dunford, AJ; Warman, AJ; McVey, JP; Quinn, A.-M.; Sutcliffe, MJ; Scrutton, NS; Munro, AW (2005). "Biodiversidad de los sistemas redox del citocromo P450". Biochem. Soc. Trans . 33 (4): 796– 801. doi : 10.1042/BST0330796 . PMID 16042601 .
- ^ Ohta, D.; Mizutani, M. (2004). "Redundancia o flexibilidad: diversidad molecular de los componentes de transferencia de electrones para las monooxigenasas P450 en plantas superiores" . Front. Biosci . 9 ( 1–3 ): 1587–1597 . doi : 10.2741/1356 . PMID 14977570 .
- ^ McLean, KJ; Warman, AJ; Seward, HE; Marshall, KR; Girvan, HM; Cheesman, MR; Waterman, MR; Munro, AW (2006). "Caracterización biofísica de la esterol desmetilasa P450 de Mycobacterium tuberculosis , su ferredoxina afín y sus interacciones". Biochemistry . 45 (27): 8427– 8443. doi : 10.1021/bi0601609 . PMID 16819841 .
- ^ Roberts, GA; Çelik, A.; Hunter, DJB; Ost, TWB; White, JH; Chapman, SK; Turner, NJ; Flitsch, SL (2003). "Un citocromo P450 autosuficiente con una organización estructural primaria que incluye un dominio de flavina y un centro redox [2Fe-2S]" (PDF) . J. Biol. Chem . 278 (49): 48914– 48920. doi : 10.1074/jbc.M309630200 . PMID 14514666 .
Enlaces externos
- Directorio de sistemas que contienen P450
- Citocromo P450
