From Wikipedia, the free encyclopedia
A isocitrato deshidroxenase (IDH) (número EC: 1.1.1.42 e 1.1.1.41) é un encima que cataliza a descarboxilación oxidativa do isocitrato, producindo α-cetoglutarato e CO2, que é unha reacción do ciclo do ácido cítrico ou de Krebs. O proceso opera en dous pasos, nos que se produce a oxidación do isocitrato (cun grupo alcohol secundario) a oxalosuccinato (cun grupo cetona), seguida da descarboxilación do grupo carboxilo beta a cetona, formando alfa-cetoglutarato e CO2. Nos humanos, existen tres isoformas da IDH: IDH1, IDH2 e IDH3. A IDH3 cataliza o terceiro paso do ciclo do ácido cítrico á vez que converte o NAD+ en NADH e encóntrase só na mitocondria. As isoformas IDH1 e IDH2 catalizan a mesma reacción pero fóra do ciclo do ácido cítrico e utilizan o NADP+ como cofactor en lugar do NAD+, e están localizadas no citosol, mitocondrias e peroxisomas.[2]
| Isocitrato deshidroxenase | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||
| Estrutura cristalográfica da isocitrato deshidroxenase de Escherichia coli.[1] Hai tres sitios activos. Un isocitrato está no sitio de unión para o NADP+. | |||||||||
| Identificadores | |||||||||
| Número EC | 1.1.1.42 | ||||||||
| Número CAS | 9028-48-2 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | vista de IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entrada de BRENDA | ||||||||
| ExPASy | vista de NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entrada de KEGG | ||||||||
| MetaCyc | vía metabólica | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| Estruturas PDB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum | ||||||||
| Gene Ontology | AmiGO / EGO | ||||||||
| |||||||||
| isocitrato deshidroxenase (NAD+) | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identificadores | |||||||||
| Número EC | 1.1.1.41 | ||||||||
| Número CAS | 9001-58-5 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | vista de IntEnz | ||||||||
| BRENDA | entrada de BRENDA | ||||||||
| ExPASy | vista de NiceZyme | ||||||||
| KEGG | entrada de KEGG | ||||||||
| MetaCyc | vía metabólica | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| Estruturas PDB | RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum | ||||||||
| Gene Ontology | AmiGO / EGO | ||||||||
| |||||||||
Os isoencimas da isocitrato deshidroxenase humana son os seguintes:
Estes isoencimas dependentes do NADP+ funcionan como homodímeros:
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
O isoencima IDH3 é un heterotetrámero que está composto por dúas subunidades alfa, unha beta, e unha gamma:
|
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A NAD-IDH está composta por 3 subuniddes, está regulada alostericamente, e require a integración dun ión Mg2+ ou Mn2+. O homólogo máis similar do que se coñece a estrutura é a IDH NADP-dependente de Escherichia coli, que ten só dúas subunidades e un 13% de identidade e un 29% de semellanza baseándose nas secuencias de aminoácidos, o que a fai bastante diferente á IDH humana. Todas as NADP-IDHs son homodímeros.
Aínda que a maioría das IDH son homodímeros (formados por dúas subunidades idénticas), nalgunhas especies son monómeros. Comparando as IDH de C. glutamicum e E. coli,[4] que son monómero e dímero, respectivamente, ambos os encimas catalizan eficazmente idénticas reaccións. Porén, a de C. glutamicum ten unha actividade dez veces maior que a de E. coli e sete veces máis afinidade/especificidade polo NADP. C. glutamicum favorece o uso de NADP+ sobre o de NAD+. En termos de estabilidade en resposta á temperatura, ambos os encimas mostraron ter unha similar Tm ou temperatura de fusión entre os 55 °C e os 60 °C. Porén, o monómero de C. glutamicum mostrou unha estabilidade máis consistente a temperaturas maiores. O dímero de E. coli mostrou estabilidade a temperaturas máis altas do normal debido ás interaccións entre as súas dúas subunidades.
A reacción do ciclo do ácido cítrico na que intervén a IDH, debido ao seu grande cambio de enerxía libre negativo, é unha das reaccións irreversibles do ciclo do ácido cítrico, e, por tanto, debe estar coidadosamente regulada para evitar un gasto innecesario de isocitrato (coa conseguinte acumulación de alfa-cetoglutarato). O ADP é estimulador da reacción. A IDH de E. coli está regulada por fosforilación e desfosforilación do encima realizado por un encima bifuncional quinase/fosfatase.[5]
A isocitrato deshidroxenase cataliza as seguintes reaccións:
No ciclo do ácido cítrico, o isocitrato, producido a partir da isomerización do citrato, sofre unha oxidación e unha descarboxilación. No centro activo da IDH, o isocitrato está rodeado de residuos dos aminoácidos arxinina, tirosina, asparaxina, serina, treonina, e ácido aspártico. A imaxe mostra a reacción global catalizada pola IDH. Os reactivos necesarios para que funcione o mecanismo deste encima son isocitrato, NAD+/NADP+, e Mn2+ ou Mg2+. Os produtos da reacción son alfa-cetoglutarato, dióxido de carbono, e NADH + H+/NADPH + H+.[7] Utilízanse moléculas de auga para axudar a desprotonar o oxíxeno (O3) do isocitrato.
O Paso 1 é a oxidación do carbono alfa (C#2).[6][7] O primeiro que ocorre é a oxidación do isocitrato. Nese proceso,[6] o grupo alcohol do carbono alfa (C#2) é desprotonado e os electróns flúen ao carbono alfa formando un grupo cetona e retirando un hidruro do C#2 utilizando o NAD+/NADP+ como cofactor que acepta electróns. A oxidación do carbono alfa convérteo nun lugar a onde, no seguinte paso, chegarán electróns desde o grupo carboxilo e empuxarán os electróns de volta cara ao oxíxeno (creando o dobre enlace no oxíxeno) ou captarán un protón procedente dunha lisina próxima.
O paso 2 é a descarboxilación do oxalosuccinato. Neste paso,[6][7] o oxíxeno do grupo carboxilo é desprotonado por unha tirosina próxima e os electróns flúen ao carbono 2. Despréndese unha molécula de dióxido de carbono do carbono beta do isocitrato e os electróns flúen ao oxíxeno da cetona desde o carbono alfa, creando unha carga negativa no oxíxeno do carbono alfa e formando un dobre enlace alfa-beta entre os carbonos 2 e 3. O par solitario de electróns no oxíxeno do carbono alfa capta un protón dunha lisina adxacente.
O paso 3 é a saturación do dobre enlace alfa-beta entre os carbonos 2 e 3. Neste paso da reacción,[6][7] a lisina desprotona o oxíxeno do carbono alfa e o par solitario de electróns no oxíxeno do carbono alfa volve a formar o dobre enlace cetona e expulsa o par solitario (que formaba o dobre enlace entre os carbonos alfa e beta), captando un protón dunha tirosina próxima.[10] Esta reacción ten como resultado a formación do alfa-cetoglutarato, NADH + H+/NADPH + H+, e CO2.
A estrutura da IDH en Escherichia coli foi a primeira deste encima que se construíu e comprendeu.[10] Desde entón, a maioría dos investigadores utilizaron o encima de Escherichia coli para facer comparacións con outras IDH, que se viu que a maioría eran similares en estrutura e función. Esta semellanza na estrutura e función indica que son estruturas conservadas e tamén o son as secuencias de aminoácidos.[8] Os centros activos na maioría das IDH procarióticas están conservados tamén. As IDH eucarióticas non se coñecen tan ben. Cada un dos dímeros da IDH ten dous centros activos.[10] En cada centro activo únese unha molécula de NAD+/NADP+ e un ión metálico (Mg2+,Mn2+). En xeral, cada centro activo ten unha secuencia conservada de aminoácidos para cada sitio de unión específico. En Desulfotalea psychrophila (DpIDH)[10] e porcinos (PcIDH)[3] hai tres substratos unidos no centro activo.
As características principais de unión ao centro activo son:
Atopáronse mutacións específicas no xene IDH1 da isocitrato deshidroxenase en varios tumores cerebrais como astrocitomas, oligodendrogliomas e glioblastoma multiforme, e atopáronse mutacións en case todos os casos de glioblastomas secundarios, os cales se desenvolven a partir de gliomas de grao inferior, pero raramente en glioblastoma multiforme primario de grao alto. Os pacientes cuxos tumores tiñan unha mutación IDH1 presentaban unha supervivencia máis prolongada.[12] Non se sabe como as mutacións IDH1 contribúen ao desenvolvemento do glioblastoma multiforme.[13] Ademais, atopáronse mutacións de IDH2 e IDH1 en ata o 20% dos casos de leucemia mieloide aguda (AML) citoxeneticamente normal.[14] Estas mutacións sábese que producen (D)-2-hidroxiglutarato a partir de alfa-cetoglutarato. Mutacións de mosaico somático deste xene están asociadas á enfermidade de Ollier e á síndrome de Maffucci.[15]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
