quinona de pirroloquinolina

La pirroloquinolina quinona ( PQQ ), también llamada metoxina , es un cofactor redox y antioxidante . ^{[ 1 ]}

La glucosa deshidrogenasa de quinoproteína se utiliza como sensor de glucosa en bacterias. La PQQ estimula el crecimiento bacteriano. ^{[ 2 ]}

El PQQ se encuentra en una amplia variedad de alimentos. Se cree que existe en los alimentos como sus derivados de imidazol y oxazol. Se encuentra en frutas y verduras a una concentración de 7–34  μg/kg, en semillas de legumbres a 18,24  μg/kg, en productos fermentados a 60–800  μg/kg, en leche materna a 140–180  μg/kg, en leche de vaca a 3,4  μg/kg y en yema de huevo de gallina a 7  μg/kg. También se encuentra en caseína, almidón y proteína de soja aislada a una concentración de 10–100  μg/kg. Se estima que la mayoría de las personas consumen entre 1 y 2 mg de PQQ al día. ^{[ 3 ]}

Fue descubierto por Jens Gabriel Hauge en 1964 como el tercer cofactor redox después de la nicotinamida y la flavina en bacterias (aunque hipotetizó que era naftoquinona ). ^{[ 4 ]} Anthony y Zatman también encontraron el cofactor redox desconocido en la alcohol deshidrogenasa . En 1979, Salisbury y colegas ^{[ 5 ]} así como Duine y colegas ^{[ 6 ]} extrajeron este grupo prostético de la metanol deshidrogenasa de metilotrofos e identificaron su estructura molecular. Adachi y colegas descubrieron que el PQQ también se encontraba en Acetobacter . ^{[ 7 ]}

Un aspecto novedoso de PQQ es su biosíntesis en bacterias a partir de un péptido precursor traducido ribosomalmente , PqqA. ^{[ a ] ​​[ 8 ]} Un ácido glutámico y una tirosina en PqqA se entrecruzan mediante la enzima radical SAM PqqE ^{[ b ]} con la ayuda de PqqD ^{[ c ]} en el primer paso de la modificación de PqqA. ^{[ 9 ]} Una proteasa libera entonces la molécula de Glu-Tyr del esqueleto peptídico. PqqB ^{[ d ]} oxida las posiciones 2 y 3 en el anillo de tirosina, formando una quinona que rápidamente se convierte en AHQQ, completando el anillo de piridina . PqqC ^{[ e ]} luego forma el anillo de pirrol final . ^{[ 10 ]}

AHQQ

 

3 O ₂

2 H ₂ O ₂

3 O ₂

2 H ₂ O ₂

 

pirroloquinolina quinona

+ H ₂ O

 

Los esfuerzos por comprender la biosíntesis de PQQ han contribuido a un amplio interés en las enzimas SAM radicales y su capacidad para modificar proteínas, y desde entonces se ha encontrado una vía análoga dependiente de la enzima SAM radical que produce el supuesto transportador de electrones micofactocina , utilizando una valina y una tirosina del péptido precursor, MftA. ^{[ f ] [ 9 ]}

Las quinoproteínas generalmente incorporan el cofactor en una estructura única de barril beta de seis palas ^{[ 11 ]} . Algunos ejemplos también tienen un grupo prostético hemo C y se denominan quinohemoproteínas. ^{[ 12 ]} Aunque las quinoproteínas se encuentran principalmente en bacterias, se ha demostrado que una piranosa deshidrogenasa de Coprinopsis cinerea (hongo) utiliza PQQ en su estructura cristalina. ^{[ 11 ]}

La PQQ también parece ser esencial en otras proteínas eucariotas, aunque no como transportador directo de electrones. La lactato deshidrogenasa de mamíferos requiere PQQ para funcionar, pero utiliza NADH como cofactor redox directo. La PQQ parece acelerar la reacción catalizando la oxidación del NADH mediante un ciclo redox. ^{[ 13 ]}

La revista científica Nature publicó en 2003 un artículo de Kasahara y Kato que, en esencia, afirmaba que el PQQ era una nueva vitamina, un cofactor necesario para la actividad de una enzima que, según ellos, participa en el metabolismo de la lisina (U26). En 2005, un artículo de Anthony y Felton señaló que el trabajo de Kasahara y Kato de 2003 llegaba a conclusiones incorrectas y sin fundamento. En concreto, las bases de datos utilizadas en el artículo etiquetaron erróneamente las secuencias de hélice β como motivos de unión al PQQ. ^{[ 14 ]}

Un artículo de Bruce Ames publicado en The Proceedings of the National Academy of Sciences en 2018 identificó la pirroloquinolina quinona como una "vitamina de la longevidad", no esencial para la supervivencia inmediata, pero necesaria para la salud a largo plazo. La evidencia de esta identificación incluye estudios preclínicos en humanos, estudios en animales y estudios de cultivo celular. ^{[ 15 ]}

• L-aminoadipato-semialdehído deshidrogenasa , EC 1.2.1.31 ^{[ 16 ] [ 17 ]}