Preskočiť na obsah

Transsulfuračná cesta

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
(Presmerované z Transsulfurácia)
Transsulfuračná cesta, konkrétne v smere od homocysteínu k cysteínu (v spodnej časti). Homocysteín sa premieňa na cystationín (5) a potom na cysteín (6). Reakciu 5 katalyzuje cystationín β-syntáza a reakciu 6 cystationín γ-lyáza. Homocysteín vzniká z metionínu reakciami 1, 2 a 3.

Transsulfuračná cesta[1] alebo jednoducho transsulfurácia[1][2][3] je metabolická dráha, ktorej úlohou je premena cysteínu na homocysteín alebo naopak. V procese vzniká cystationín. Existujú dve transsulfuračné cesty, a to v smere cysteín → homocysteín a v smere homocysteín → cysteín.[4]

Proces

[upraviť | upraviť zdroj]

Cysteín → homocysteín

[upraviť | upraviť zdroj]

Táto dráha je prítomná v niekoľkých druhoch baktérií, napríklad Escherichia coli[5] a Bacillus subtilis.[6] Spočíva v prenose tiolovej skupiny z cysteínu na homocysteín, čo je prekurzor metionínu. Táto zmena prebieha vďaka reakcii cysteínu s aktivovaným homoserínom, čím vzniká cystationín a sukcinát alebo acetát v reakcii katalyzovanej cystationín γ-syntázou (kódovaná génom metB v E. coli a metI s bifunkčnouaktivitou v B. subtilis). Cystationín potom podlieha β-eliminácii homocysteínu a zostáva z neho nestabilná iminokyselina, z ktorej reakciou s vodou vzniká pyruvát a amoniak. Celú túto reakciu katalyzuje cystationín β-lyáza.[7] Homocysteín, ktorý vzniká touto dráhou, potom možno premeniť na metionín metylačnou reakciou, ktorú katalyzuje metionínsyntáza.

Homocysteín → cysteín

[upraviť | upraviť zdroj]

V niektorých organizmoch, vrátane ľudí, je prítomná opačná dráha, ktorá spočíva v prenose tiolovej skupiny z homocysteínu na cysteín podobným mechanizmom. V Klebsiella pneumoniae je cystationín β-syntáza kódovaná génom mtcB, zatiaľ čo γ-lyáza je kódovaná mtcC.[8] Ľudia sú auxotrofné organizmy, ktoré musia prijímať metionín z potravy, preto sa metionín nazýva esenciálnou aminokyselinou, ale nemusia prijímať cysteín práve vďaka tejto transsulfuračnej dráhe. Existujú však poruchy tejto dráhy, ktoré vznikajú ako mutácie v enzýmoch, ktoré vedú k homocystinúrii (kvôli akumulácii homocysteínu) a iným poruchám.

Úloha pyridoxalfosfátu

[upraviť | upraviť zdroj]

Všetky štyri transsulfuračné enzýmy (cystationín β-syntáza, cystationín γ-syntáza, cystationín β-lyáza a cystationín γ-lyáza) vyžadujú vitamín B6 v jeho aktívnej forme (pyridoxalfosfát, PLP). Tri z týchto enzýmov (všetky okrem cystationín β-syntázy) sú súčasťou PLP-dependentnej rodiny enzýmov Cys/Met metabolizmu (PLP enzýmy typu I). Existuje päť rôznych štruktúrne príbuzných druhov PLP enzýmov. Do tejto rodiny, ktorá je typu I, patria:[9]

  • V biosyntéze metionínu:
  • V biosyntéze cysteínu:
    • v transsulfuračnej ceste:
    • v priamej sulfurylačnej dráhe:
  • V rozklade metionínu:

Gény metC, metB a metZ sú si blízko príbuzné a v NCBI patria pod klaster ortológov (COG0626).[11] Podľa aktuálnych znalostí by sa metC mal vždy nachádzať spolu s metB (pretože metB tvorí produkt, ktorý je ďalej premieňaný pôsobením metC), ale existujú organizmy, ktoré majú len metC. To naznačuje buď bifunkčnú úlohu metC, ktorá však nebola dokázaná u žiadneho organizmu, alebo niektoré enzýmy kódované metY dokážu katalyzovať tú istú reakciu ako metB, čo však nebolo poriadne preskúmané.[9] U niektorých organizmov, napr. B. subtilis, zastáva úlohu metB bifunkčný enzým metI.[9]

Priama sulfurácia

[upraviť | upraviť zdroj]

Priama sulfurylačná dráha na syntézu cysteínu alebo homocysteínu prebieha výmenou acetylovej/sukcinylovej skupiny za sulfid (gény cysK a cysM kódujú cysteínsyntázu[12] a gény metY a metZ kódujú homocysteínsyntázu[13]).

Referencie

[upraviť | upraviť zdroj]
  1. ↑ a b Význam a možnosti stanovenia vitamínu B12, vitamínu B6 a kyseliny listovej pri poruche metabolizmu homocysteínu | Unilabs [online]. www.unilabs.sk, [cit. 2022-07-31]. Dostupné online.
  2. ↑ KRAJČOVIČOVÁ-KUDLÁČKOVÁ, M. NUTRIČNÉ DETERMINANTY HOMOCYSTEINÉMIE [online]. www.prolekare.cz, [cit. 2022-07-31]. Dostupné online. (po česky)
  3. ↑ Je konzumácia mäsa škodlivá? Sírovodík, sulfát a mikrobióm. [online]. jaroslavlachky.sk, [cit. 2022-07-31]. Dostupné online.
  4. ↑ Weekley, C. M. and Harris, H. H.. Which form is that? The importance of selenium speciation and metabolism in the prevention and treatment of disease. Chem. Soc. Rev., 2013, s. 8870–8894. DOI: 10.1039/c3cs60272a. PMID 24030774.
  5. ↑ The enzymes of the transsulfuration pathways: Active-site characterizations. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics, 2011, s. 1511–7. DOI: 10.1016/j.bbapap.2011.03.006. PMID 21435402.
  6. ↑ The metIC operon involved in methionine biosynthesis in Bacillus subtilis is controlled by transcription antitermination. Microbiology, 2002, s. 507–518. DOI: 10.1099/00221287-148-2-507. PMID 11832514.
  7. ↑ Crystal Structure of the Pyridoxal-5′-phosphate Dependent Cystathionine β-lyase fromEscherichia coliat 1.83 Å. Journal of Molecular Biology, 1996, s. 202–224. DOI: 10.1006/jmbi.1996.0508. PMID 8831789.
  8. ↑ Two Transsulfurylation Pathways in Klebsiella pneumoniae. Journal of Bacteriology, 2006, s. 5762–5774. DOI: 10.1128/JB.00347-06. PMID 16885444.
  9. ↑ a b c Bacterial methionine biosynthesis. Microbiology, 2014, s. 1571–84. DOI: 10.1099/mic.0.077826-0. PMID 24939187.
  10. ↑ ELIOT, Andrew C.; KIRSCH, Jack F.. Pyridoxal Phosphate Enzymes: Mechanistic, Structural, and Evolutionary Considerations. Annual Review of Biochemistry, 2004-06, roč. 73, čís. 1, s. 383–415. Dostupné online [cit. 2022-07-31]. ISSN 0066-4154. DOI: 10.1146/annurev.biochem.73.011303.074021. (po anglicky)
  11. ↑ COG0626 - NCBI [online]. www.ncbi.nlm.nih.gov, [cit. 2022-07-31]. Dostupné online.
  12. ↑ Structure and Mechanism of O-Acetylserine Sulfhydrylase. Journal of Biological Chemistry, 2004, s. 26803–26806. DOI: 10.1074/jbc.R400001200. PMID 15073190.
  13. ↑ Corynebacterium glutamicum utilizes both transsulfuration and direct sulfhydrylation pathways for methionine biosynthesis. Journal of Bacteriology, 2002, s. 1277–1286. DOI: 10.1128/JB.184.5.1277-1286.2002. PMID 11844756.

Zdroj

[upraviť | upraviť zdroj]
Portal Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Transsulfuration pathway na anglickej Wikipédii.

Zdroj: „https://sk.wikipedia.org/w/index.php?title=Transsulfuračná_cesta&oldid=7433480“