Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Protoporfirinógeno oxidasa

La protoporfirinógeno oxidasa o protox es una enzima que en los humanos está codificada por el gen PPOX . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] La protoporfirinógeno oxidasa es responsable del sépt...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

La protoporfirinógeno oxidasa o protox es una enzima que en los humanos está codificada por el gen PPOX . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

La protoporfirinógeno oxidasa es responsable del séptimo paso en la biosíntesis de la protoporfirina IX . Esta porfirina es precursora de la hemoglobina , transportadora de oxígeno en animales, y de la clorofila , el colorante en plantas. La enzima cataliza la deshidrogenación (eliminación de átomos de hidrógeno ) del protoporfirinógeno IX (producto del sexto paso en la producción de hemo) para formar protoporfirina IX. Una enzima adicional debe modificar la protoporfirina IX antes de que se convierta en hemo. La inhibición de esta enzima es una estrategia utilizada en ciertos herbicidas .

Gene

El gen PPOX está ubicado en el brazo largo (q) del cromosoma 1 en la posición 22, desde el par de bases 157.949.266 hasta el par de bases 157.954.082.

Función

Este gen codifica la penúltima enzima de la biosíntesis del hemo, que cataliza la oxidación de 6 electrones del protoporfirinógeno IX para formar protoporfirina IX. [ 8 ]

Representación bidimensional de la estructura química del protoporfirinógeno IX.
protoporfirinógeno IX
 
3 O 2
3 H 2 O 2
Flecha de reacción reversible izquierda-derecha con sustrato(s) directo(s) menor(es) desde arriba a la izquierda, producto(s) directo(s) menor(es) hacia arriba a la derecha, sustrato(s) inverso(s) menor(es) desde abajo a la derecha y producto(s) inverso(s) menor(es) hacia abajo a la izquierda.
3 O 2
3 H 2 O 2
 
Representación bidimensional de la estructura química de la protoporfirina IX.
protoporfirina IX

Esta proteína es una flavoproteína asociada a la superficie externa de la membrana mitocondrial interna . [ 7 ]

Ruta biosintética del hemo

Los siguientes genes codifican enzimas que catalizan los distintos pasos de la vía biosintética del hemo:

  • ALAD : aminolevulinato, delta, deshidratasa
  • ALAS1 : aminolevulinato, delta-, sintasa 1
  • ALAS2 : aminolevulinato, delta-, sintasa 2 (anemia sideroblástica/hipocrómica)
  • CPOX : coproporfirinógeno oxidasa
  • FECH : ferroquelatasa (protoporfiria)
  • HMBS : hidroximetilbilano sintasa
  • PPOX : protoporfirinógeno oxidasa
  • UROD : uroporfirinógeno descarboxilasa
  • UROS : uroporfirinógeno III sintasa (porfiria eritropoyética congénita)

Importancia clínica

La porfiria variegata es causada por mutaciones en el gen PPOX. Se han identificado más de 100 mutaciones en este gen que pueden provocarla. Una de ellas, la sustitución del aminoácido triptófano por arginina en la posición 59 (también conocida como Arg59Trp o R59W), se encuentra en aproximadamente el 95 % de las familias sudafricanas con porfiria variegata. Las mutaciones en el gen PPOX reducen la actividad de la enzima que produce, lo que permite la acumulación de subproductos de la producción de hemo en el organismo. Esta acumulación, junto con factores no genéticos (como ciertos medicamentos, alcohol y dietas restrictivas), causa este tipo de porfiria.

Inhibidores como herbicidas

La inhibición de la protoporfirinógeno oxidasa es un mecanismo de acción de varios herbicidas comerciales, incluidos los éteres de nitrofenilo acifluorfen y fomesafen , y las pirimidinedionas butafenacil y saflufenacil . Los síntomas visibles del tratamiento son clorosis y desecación . El daño es causado por una acumulación de protoporfirina IX en las células vegetales al inhibir la protox dentro de la vía de biosíntesis de tetrapirroles . [ 9 ] Este es un potente fotosensibilizador que activa el oxígeno, lo que conduce a la peroxidación lipídica . Tanto la luz como el oxígeno son necesarios para que este proceso mate la planta. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000143224 – Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000062729 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ↑ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ↑ "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
  5. ↑ Taketani S, Inazawa J, Abe T, Furukawa T, Kohno H, Tokunaga R, et al. (octubre de 1995). "El gen de la protoporfirinógeno oxidasa humana (PPOX): organización y localización en el cromosoma 1". Genomics . 29 (3): 698–703 . doi : 10.1006/geno.1995.9949 . PMID 8575762 .  
  6. ↑ Frank J, McGrath JA, Poh-Fitzpatrick MB, Hawk JL, Christiano AM (julio de 1999). "Las mutaciones en el codón de iniciación de la traducción del gen de la protoporfirinógeno oxidasa subyacen a la porfiria variegata". Clinical and Experimental Dermatology . 24 (4): 296– 301. doi : 10.1046/j.1365-2230.1999.00484.x . PMID 10457135. S2CID 40509390 .  
  7. 1 2 "Gen Entrez: PPOX protoporfirinógeno oxidasa" .
  8. ↑ Enzima 1.3.3.4 en la base de datos de vías metabólicas KEGG .
  9. ↑ Brzezowski P, Ksas B, Havaux M, Grimm B, Chazaux M, Peltier G, et al. (2019-05-03). "La función de la PROTOPORPHYRINOGEN IX OXIDASE en la biosíntesis de clorofila requiere plastoquinona oxidada en Chlamydomonas reinhardtii " . Communications Biology . 2 (1) 159. doi : 10.1038/s42003-019-0395-5 . PMC 6499784. PMID 31069268 .   
  10. ↑ Dayan FE, Reddy KN, Duke SO (1999). "Relaciones estructura-actividad de los éteres de difenilo y otros inhibidores de la protoporfirinógeno oxidasa con puente de oxígeno". Herbicidas peroxidantes . págs. 141–161 . doi : 10.1007/978-3-642-58633-0_5 . ISBN  978-3-642-63674-5.
  11. ↑ Nagano E (1999). "Eficacia herbicida de los inhibidores de la protoporfirinógeno oxidasa". Herbicidas peroxidantes . págs. 293–302 . doi : 10.1007/978-3-642-58633-0_11 . ISBN  978-3-642-63674-5.
  12. ↑ Dayan FE, Duke SO (2010). «Herbicidas inhibidores de la protoporfirinógeno oxidasa». Manual de toxicología de plaguicidas de Hayes . págs. 1733–1751 . doi : 10.1016/B978-0-12-374367-1.00081-1 . ISBN  9780123743671.

Lecturas adicionales

  • Elder GH (1998). "Defectos genéticos en las porfirias: tipos y significado". Clinics in Dermatology . 16 (2): 225– 33. doi : 10.1016/S0738-081X(97)00202-2 . PMID 9554235 . 
  • Maneli MH, Corrigall AV, Klump HH, Davids LM, Kirsch RE, Meissner PN (agosto de 2003). "Caracterización cinética y física de las protoporfirinógeno oxidasas humanas recombinantes de tipo salvaje y mutantes". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics . 1650 ( 1–2 ): 10–21 . doi : 10.1016/s1570-9639(03)00186-9 . PMID 12922165 . 
  • Morgan RR, Errington R, Elder GH (enero de 2004). "Identificación de secuencias necesarias para la importación de la protoporfirinógeno oxidasa humana a las mitocondrias" . The Biochemical Journal . 377 (Pt 2): 281–7 . doi : 10.1042/BJ20030978 . PMC 1223874. PMID 14535846 .  
  • Sassa S, Kappas A (febrero de 2000). " Aspectos moleculares de las porfirias hereditarias" . Journal of Internal Medicine . 247 (2): 169– 78. doi : 10.1046/j.1365-2796.2000.00618.x . PMID 10692079. S2CID 36820694 .  
  • Nishimura K, Taketani S, Inokuchi H (abril de 1995). "Clonación de un ADNc humano para la protoporfirinógeno oxidasa mediante complementación in vivo de un mutante hemG de Escherichia coli" . The Journal of Biological Chemistry . 270 (14): 8076–80 . doi : 10.1074/jbc.270.14.8076 . PMID 7713909 . 
  • Dailey TA, Meissner P, Dailey HA (enero de 1994). "Expresión de una protoporfirinógeno oxidasa clonada" . The Journal of Biological Chemistry . 269 (2): 813– 5. doi : 10.1016/S0021-9258(17)42182-X . PMID 8288631 . 
  • Dailey TA, Dailey HA, Meissner P, Prasad AR (diciembre de 1995). "Clonación, secuencia y expresión de la protoporfirinógeno oxidasa de ratón". Archives of Biochemistry and Biophysics . 324 (2): 379– 84. doi : 10.1006/abbi.1995.0051 . PMID 8554330 . 
  • Meissner PN, Dailey TA, Hift RJ, Ziman M, Corrigall AV, Roberts AG, et  al. (mayo de 1996). "Una mutación R59W en la protoporfirinógeno oxidasa humana produce una disminución de la actividad enzimática y es frecuente en sudafricanos con porfiria variegata". Nature Genetics . 13 (1): 95–7 . doi : 10.1038/ng0596-95 . PMID 8673113. S2CID 11911664 .  
  • Dailey TA, Dailey HA (enero de 1996). " Protoporfirinógeno oxidasa humana: expresión, purificación y caracterización de la enzima clonada" . Protein Science . 5 (1): 98–105 . doi : 10.1002/pro.5560050112 . PMC 2143237. PMID 8771201 .  
  • Puy H, Robréau AM, Rosipal R, Nordmann Y, Deybach JC (septiembre de 1996). "Protoporfirinógeno oxidasa: secuencia genómica completa y polimorfismos en el gen humano". Biochemical and Biophysical Research Communications . 226 (1): 226– 30. Bibcode : 1996BBRC..226..226P . doi : 10.1006/bbrc.1996.1337 . PMID 8806618 . 
  • Deybach JC, Puy H, Robréau AM, Lamoril J, Da Silva V, Grandchamp B, Nordmann Y (marzo de 1996). "Mutaciones en el gen de la protoporfirinógeno oxidasa en pacientes con porfiria variegada" . Genética Molecular Humana . 5 (3): 407– 10. doi : 10.1093/hmg/5.3.407 . PMID 8852667 . 
  • Lam H, Dragan L, Tsou HC, Merk H, Peacocke M, Goerz G, et  al. (enero de 1997). "Base molecular de la porfiria variegada: una mutación de inserción de novo en el gen de la protoporfirinógeno oxidasa". Human Genetics . 99 (1): 126– 9. doi : 10.1007/s004390050325 . PMID 9003509. S2CID 32134586 .  
  • Dailey HA, Dailey TA (febrero de 1997). "Características de la protoporfirinógeno oxidasa humana en controles y porfirias variegadas". Biología Celular y Molecular . 43 (1): 67– 73. PMID 9074790 . 
  • Frank J, Poh-Fitzpatrick MB, King LE, Christiano AM (agosto de 1998). "La base genética de la porfiria variegata 'Scarsdale Gourmet Diet': una mutación de sentido erróneo en el gen de la protoporfirinógeno oxidasa". Archives of Dermatological Research . 290 (8): 441– 5. doi : 10.1007/s004030050333 . PMID 9763307. S2CID 32988570 .  
  • Roberts AG, Puy H, Dailey TA, Morgan RR, Whatley SD, Dailey HA, et  al. (noviembre de 1998). "Caracterización molecular de la porfiria variegata homocigótica" . Human Molecular Genetics . 7 (12): 1921–5 . doi : 10.1093/hmg/7.12.1921 . PMID 9811936 . 
  • Whatley SD, Puy H, Morgan RR, Robreau AM, Roberts AG, Nordmann Y, et  al. (octubre de 1999). "Porfiria variegata en Europa occidental: identificación de mutaciones del gen PPOX en 104 familias, extensión de la heterogeneidad alélica y ausencia de correlación entre el fenotipo y el tipo de mutación" . American Journal of Human Genetics . 65 (4): 984–94 . doi : 10.1086/302586 . PMC 1288269. PMID 10486317 .  
  • Suzuki Y, Ishihara D, Sasaki M, Nakagawa H, Hata H, Tsunoda T, et  al. (Marzo de 2000). "Análisis estadístico de la región 5 'no traducida del ARNm humano utilizando bibliotecas de ADNc" con tapa oligomérica ". Genómica . 64 (3): 286– 97. doi : 10.1006/geno.2000.6076 . PMID 10756096 . 
  • Corrigall AV, Hift RJ, Davids LM, Hancock V, Meissner D, Kirsch RE, Meissner PN (abril de 2000). "Porfiria variegata homocigótica en Sudáfrica: análisis genotípico en dos casos". Molecular Genetics and Metabolism . 69 (4): 323–30 . doi : 10.1006/mgme.2000.2975 . PMID 10870850 . 
  • Kauppinen R, Timonen K, von und zu Fraunberg M, Laitinen E, Ahola H, Tenhunen R, et  al. (Abril de 2001). "Porfiria variegada homocigótica: seguimiento a 20 años y caracterización del defecto molecular" . La Revista de Dermatología de Investigación . 116 (4): 610– 3. doi : 10.1046/j.1523-1747.2001.01293.x . PMID 11286631 . 
  • Palmer RA, Elder GH, Barrett DF, Keohane SG (abril de 2001). "Porfiria variegata homocigótica: un heterocigoto compuesto con nuevas mutaciones en el gen de la protoporfirinógeno oxidasa". The British Journal of Dermatology . 144 (4): 866– 9. doi : 10.1046/j.1365-2133.2001.04147.x . PMID 11298551. S2CID 41419729 .  
  • Corrigall AV, Hift RJ, Davids LM, Hancock V, Meissner D, Kirsch RE, Meissner PN (mayo de 2001). "Identificación de la primera mutación de porfiria variegata en un sudafricano negro indígena y evidencia adicional de heterogeneidad en la porfiria variegata". Molecular Genetics and Metabolism . 73 (1): 91–6 . doi : 10.1006/mgme.2001.3163 . PMID 11350188 . 
  • Donnelly JG, Detombe S, Hindmarsh JT (2002). "Polimorfismo conformacional de cadena simple y electroforesis en gel con gradiente desnaturalizante en la detección de porfiria variegata: identificación de dos nuevas mutaciones". Annals of Clinical and Laboratory Science . 32 (2): 107–13 . PMID 12017191 . 
  • PDBe-KB proporciona una descripción general de toda la información estructural disponible en el PDB para la protoporfirinógeno oxidasa humana.