Metilcrotonil-CoA carboxilasa

La metilcrotonil-CoA carboxilasa (MCC) (EC 6.4.1.4) es una enzima que cataliza la reacción de carboxilación del ácido 3-metilcrotónico (vía éster con la coenzima A) a ácido 3-metilglutacónico.^[3]

3-metilcrotonoil-CoA + HCO₃^- + ATP ${\displaystyle \rightleftharpoons }$ 3-metilglutaconil-CoA + ADP + fosfato

Figura 1. 3-metilcrotonil-CoA

Metilcrotonil-CoA carboxilasa 1 (alfa)[1]
Estructuras disponibles
PDB	Buscar ortólogos: PDBe, RCSB  Estructuras enzimáticas RCSB PDB, PDBe, PDBsum
Identificadores
Símbolo	MCC1 (HGNC: 6936)
Identificadores externos	OMIM: 609010 EBI: MCC1 GeneCards: Gen MCC1 UniProt: MCC1  Bases de datos de enzimas IntEnz: entrada en IntEnz BRENDA: entrada en BRENDA ExPASy: NiceZime view KEGG: entrada en KEEG PRIAM: perfil PRIAM ExplorEnz: entrada en ExplorEnz MetaCyc: vía metabólica
Número EC	6.4.1.4
Locus	Cr. 3 q27.1
Ontología génica Referencias: AmiGO / QuickGO
Estructura/Función proteica
Tamaño	725 (aminoácidos)
Ortólogos
Especies	Humano Ratón
Entrez	56922
UniProt	Q96RQ3 n/a
RefSeq (ARNm)	NM_020166 n/a
PubMed (Búsqueda)
PMC (Búsqueda)
v t e
[editar datos en Wikidata]

Metilcrotonil-CoA carboxilasa 2 (beta)[2]
Estructuras disponibles
PDB	Buscar ortólogos: PDBe, RCSB  Estructuras enzimáticas RCSB PDB, PDBe, PDBsum
Identificadores
Símbolo	MCC2 (HGNC: 6937)
Identificadores externos	OMIM: 609014 EBI: MCC2 GeneCards: Gen MCC2 UniProt: MCC2  Bases de datos de enzimas IntEnz: entrada en IntEnz BRENDA: entrada en BRENDA ExPASy: NiceZime view KEGG: entrada en KEEG PRIAM: perfil PRIAM ExplorEnz: entrada en ExplorEnz MetaCyc: vía metabólica
Número EC	6.4.1.4
Locus	Cr. 5 q12-q13
Ontología génica Referencias: AmiGO / QuickGO
Estructura/Función proteica
Tamaño	563 (aminoácidos)
Ortólogos
Especies	Humano Ratón
Entrez	64087
UniProt	Q9HCC0 n/a
RefSeq (ARNm)	NM_022132 n/a
PubMed (Búsqueda)
PMC (Búsqueda)
v t e
[editar datos en Wikidata]

Utiliza como cofactor la biotina. Se localiza en la mitocondria. Usa bicarbonato como fuente del grupo carboxilo para catalizar la carboxilación de un carbono adyacente a un carbonilo, llevando así a cabo la cuarta etapa del metabolismo del aminoácido esencial leucina.^[4]

Isozimas

En el ser humano se conocen dos isozimas de la metilcrotonil-CoA carboxilasa:

• Metilcrotonil-CoA carboxilasa 1 o alfa. MCC1 o MCCA. Contiene un dominio del unión del ATP, un dominio biotina carboxilasa y un dominio de unión de la biotina.^[5]
• Metilcrotonil-CoA carboxilasa 2 o beta. MCC2 o MCCB. Contiene un dominio carboxiltransferasa.^[6]

La enzima se presenta como un dodecámero compuesto probablemente por seis unidades alfa que contienen biotina y seis unidades beta.^[5][6]

Función

Durante la degradación de los aminoácidos de cadena ramificada, la metilcrotonil-CoA carboxilasa lleva a cabo en una sola etapa la rotura de la leucina en acetil-CoA y acetoacetato.^[7] La MCC cataliza la carboxilación del 3-metilcrotonil-CoA a 3-metilglutaconil-CoA. El 3-metilglutaconil-CoA es entonces hidratado para producir 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA. El 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA es roto en dos moléculas, acetil-CoA y acetoacetato.

Las mutuaciones puntuales y los borrados en los genes que codifican la MCC pueden causar la deficiencia en MCC, un error en el metabolismo que se presenta con vómitos, acidosis metabólica y concentración muy baja de glucosa y carnitina en el plasma.^[8]

Mecanismo

El bicarbonato es activado por la adición de ATP, incrementándose así la reactividad del bicarbonato. Una vez el bicarbonato está activado, la porción biotina de la metilcrotonil-CoA carboxilasa realiza un ataque nucleófilico sobre el bicarbonato activado para formar la carboxibiotina que queda unida a la enzima. La porción carboxibiotina de la MCC puede entonces realizar un ataque nucleofílico transfiriendo el grupo carboxilo al sustrato, 3-metilcrotonil-CoA, para formar 3-metilglutaconil-CoA.^[7]

Regulación

La metilcrotonil-CoA carboxilasa no es regulada por las moléculas pequeñas o por factores hormonales y de la dieta.^[8]