lisil hidroxilasa

Las lisil hidroxilasas (o procolágeno-lisina 5-dioxigenasas ) son enzimas hidroxilasas dependientes de alfa-cetoglutarato que catalizan la hidroxilación de lisina a hidroxilisina . ^[¹^]^[²^] Las lisil hidroxilasas requieren hierro y vitamina C como cofactores para su actividad de oxidación. Tiene lugar (como una modificación postraduccional ) después de la síntesis de colágeno en las cisternas (lumen) del retículo endoplasmático rugoso (RE) . Hay tres lisil hidroxilasas (LH1-3) codificadas en el genoma humano, a saber: PLOD1 , PLOD2 y PLOD3 . De PLOD2 se pueden expresar dos variantes de empalme (LH2a y LH2b), donde LH2b difiere de LH2a por incorporar el pequeño exón 13A. Las enzimas LH1 y LH3 hidroxilan los residuos de lisina en la triple hélice del colágeno, mientras que la LH2b hidroxila los residuos de lisina en los telopéptidos del colágeno. Además de su actividad hidroxilante, la LH3 posee actividad glucosilante, la cual produce un disacárido (Glc-Gal) unido a las hidroxilisinas del colágeno.

La hidroxilación de la lisina del colágeno es el primer paso en la reticulación de la piridinolina del colágeno, que es necesaria para la estabilización del colágeno .

Reacción catalizada

La enzima convierte la lisina de las proteínas en hidroxilisina: ^{[ 3 ]}

L-lisina

Fe(IV)=O

Fe(II)

Flecha de reacción hacia la derecha con sustrato(s) menor(es) desde la parte superior izquierda y producto(s) menor(es) hacia la parte superior derecha.

hidroxilisina

La reacción es importante como primer paso en la reticulación del colágeno. ^{[ 1 ]} 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. ^{[ 4 ]}

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 . ^{[ 5 ]}

ácido 2-oxoglutárico

[O]

CO2

ácido succínico

Patología

Las mutaciones en el gen PLOD1 se han relacionado con el síndrome de Ehlers-Danlos cifoescoliótico (kEDS, anteriormente EDS VI). ^{[ 6 ]} Las mutaciones en el gen PLOD2 se han relacionado con el síndrome de Bruck en humanos.

La deficiencia de su cofactor, la vitamina C, está asociada con el escorbuto .

Referencias

1 2 Hausmann E (abril de 1967). "Requisitos de cofactores para la hidroxilación enzimática de lisina en un precursor polipeptídico del colágeno". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Estructura de proteínas . 133 (3): 591– 3. doi : 10.1016/0005-2795(67)90566-1 . PMID 6033801 .
↑ Rhoads RE, Udenfriend S (agosto de 1968). "Descarboxilación del alfa-cetoglutarato acoplada a la prolina hidroxilasa del colágeno" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 60 (4): 1473–8 . Bibcode : 1968PNAS...60.1473R . doi : 10.1073/pnas.60.4.1473 . PMC 224943. PMID 5244754 .
↑ Enzima 1.14.11.4 en la base de datos de vías metabólicas KEGG .
^ Mbenza, Naasson M.; Vadakkedath, Praveen G.; McGillivray, Duncan J.; Leung, Ivanhoe KH (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, Ian J.; Hsueh, Li-Ching; Baldwin, Jack E.; Harlos, Karl; Schofield, Christopher J. (2001). "Estructura de la prolina 3-hidroxilasa" . European Journal of Biochemistry . 268 (24): 6625– 6636. doi : 10.1046/j.0014-2956.2001.02617.x . PMID 11737217 .
↑ Yeowell, HN; Steinmann, B.; Adam, MP; Everman, DB; Mirzaa, GM; Pagon, RA; Wallace, SE; Bean LJH; Gripp, KW; Amemiya, A. (1993). "Síndrome de Ehlers-Danlos cifoescoliótico relacionado con PLOD1" . Universidad de Washington, Seattle. PMID 20301635 .

Enlaces externos

Lisil+Hidroxilasa en los Encabezamientos de Materia Médica (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .

[Hausmann-1] 1 2 Hausmann E (abril de 1967). "Requisitos de cofactores para la hidroxilación enzimática de lisina en un precursor polipeptídico del colágeno". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Estructura de proteínas . 133 (3): 591– 3. doi : 10.1016/0005-2795(67)90566-1 . PMID 6033801 .

[2] Rhoads RE, Udenfriend S (agosto de 1968). "Descarboxilación del alfa-cetoglutarato acoplada a la prolina hidroxilasa del colágeno" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 60 (4): 1473–8 . Bibcode : 1968PNAS...60.1473R . doi : 10.1073/pnas.60.4.1473 . PMC 224943. PMID 5244754 .

[3] Enzima 1.14.11.4 en la base de datos de vías metabólicas KEGG .

[4] Mbenza, Naasson M.; Vadakkedath, Praveen G.; McGillivray, Duncan J.; Leung, Ivanhoe KH (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 .

[5] Clifton, Ian J.; Hsueh, Li-Ching; Baldwin, Jack E.; Harlos, Karl; Schofield, Christopher J. (2001). "Estructura de la prolina 3-hidroxilasa" . European Journal of Biochemistry . 268 (24): 6625– 6636. doi : 10.1046/j.0014-2956.2001.02617.x . PMID 11737217 .

[6] Yeowell, HN; Steinmann, B.; Adam, MP; Everman, DB; Mirzaa, GM; Pagon, RA; Wallace, SE; Bean LJH; Gripp, KW; Amemiya, A. (1993). "Síndrome de Ehlers-Danlos cifoescoliótico relacionado con PLOD1" . Universidad de Washington, Seattle. PMID 20301635 .

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