Peroksydaza cytochromu c

Identyfikatory
peroksydazy cytochromu c
nr WE	1.11.1.5
nr CAS	9029-53-2
Bazy danych
IntEnz	Widok IntEnz
BRENDA	Wpis BRENDY
ExPASy	Widok NiceZyme
KEGG	Wpis KEGG
MetaCyc	szlak metaboliczny
PRYM	profil
Struktury PDB	RCSB PDB PDBe PDB suma
Ontologia genów	AmiGO / QuickGO
Szukaj PKW artykuły PubMed artykuły NCBI białka

Identyfikatory
peroksydazy cytochromu c
Organizm	Saccharomyces cerevisiae
Symbol	KPCh
UniProt	P00431
Szukaj Struktury Model szwajcarski Domeny InterPro

Peroksydaza cytochromu c lub CCP jest rozpuszczalnym w wodzie enzymem zawierającym hem z rodziny peroksydaz , który pobiera równoważniki redukujące z cytochromu c i redukuje nadtlenek wodoru do wody:

CCP + H ₂ O ₂ + 2 żelazocytochrom c + 2H ⁺ → CCP + 2H ₂ O + 2 żelazocytochrom c

CCP może pochodzić ze szczepów drożdży hodowanych w warunkach tlenowych i może być izolowany zarówno w postaci natywnej, jak i rekombinowanej z wysoką wydajnością z Saccharomyces cerevisiae . Podstawową funkcją enzymu jest eliminacja toksycznych cząsteczek rodników wytwarzanych przez komórkę, które są szkodliwe dla systemów biologicznych. Działa w celu utrzymania niskiego poziomu stężenia nadtlenku wodoru, który jest wytwarzany przez organizm w sposób naturalny w wyniku niepełnej redukcji tlenu. Kiedy poziom glukozy w szybko rosnących szczepach drożdży jest wyczerpany, komórki przechodzą do oddychania, co podnosi stężenie mitochondrialnego H ₂ O _2. Oprócz aktywności peroksydazy, działa on jako czujnik i cząsteczka sygnalizacyjna dla egzogennego H ₂ O ₂ , który aktywuje aktywność katalazy mitochondrialnej . U eukariotów CCP zawiera kofaktor hemu typu mono- b i jest skierowany do przestrzeni międzybłonowej mitochondriów. U prokariotów CCP zawiera c i jest zlokalizowany w peryplazmie komórki. Oba enzymy działają przeciw stresowi komórkowemu wywołanemu nadtlenkiem.

CCP odgrywa integralną rolę w umożliwianiu międzybiałkowego biologicznego transferu elektronów . Proces przenoszenia ładunku ujemnego jest przeprowadzany przez kompleks utworzony pomiędzy cytochromem c i peroksydazą cytochromu c, występujący w przestrzeni międzybłonowej mitochondriów. Mechanizm obejmuje cytochrom żelazawy c (Cc) dostarczający elektrony do układu Cc-CcP w celu redukcji nadtlenku wodoru do wody. Kompleks powstaje w wyniku oddziaływań niekowalencyjnych.

cytochromu c może reagować z wodoronadtlenkami innymi niż nadtlenek wodoru, ale szybkość reakcji jest znacznie mniejsza niż z nadtlenkiem wodoru.

Został po raz pierwszy wyizolowany z drożdży piekarskich przez RA Altschula, Abramsa i Hognessa w 1940 roku, choć nie do czystości. Pierwszy oczyszczony preparat CCP z drożdży pochodzi od Takashiego Yonetaniego i jego przygotowania metodą chromatografii jonowymiennej na początku lat sześćdziesiątych. Struktura rentgenowska była dziełem Thomasa Poulosa i współpracowników pod koniec lat siedemdziesiątych. CCP jest pierwszym enzymem hemowym, którego struktura została pomyślnie rozwiązana za pomocą krystalografii rentgenowskiej.

Enzym drożdży jest monomerem o masie cząsteczkowej 34 000, zawierającym 293 aminokwasy i zawiera również pojedynczy niekowalencyjnie związany hem b . Jest naładowany ujemnie i jest enzymem średniej wielkości (34,2 kDa). Apoenzym, nieaktywny i związany z substratami, ma kwaśny punkt izoelektryczny o pH 5,0-5,2. Nietypowy dla białek, enzym ten krystalizuje podczas dializy wobec wody destylowanej. Co więcej, enzym oczyszcza się w wyniku krystalizacji, dzięki czemu cykle krystalizacji są skutecznym końcowym etapem oczyszczania.

Podobnie jak katalaza , reakcja peroksydazy cytochromu c przebiega przez trzyetapowy proces, tworząc najpierw związek I, a następnie związek pośredni II:

CCP + ROOH → Związek I + ROH + H ₂ O

CCP-związek I + e ⁻ + H ⁺ → Związek II

Związek II + e ⁻ + H ⁺ → CCP

Cykl redoks katalizowany przez CCP

CCP w stanie spoczynku ma hem żelazowy , a po dodaniu dwóch równoważników utleniających z wodoronadtlenku (zwykle nadtlenku wodoru) zostaje utleniony do formalnego stopnia utlenienia +5 (Fe ^V , powszechnie określanego jako hem żelazowy). Jednak zarówno pomiary podatności magnetycznej w niskich temperaturach, jak i spektroskopia Mössbauera pokazują, że żelazo w związku I CCP to żelazo żelazowe +4, przy czym drugi równoważnik utleniający występuje jako długowieczny wolny rodnik w łańcuchu bocznym tryptofanu pozostałość (Trp-191).W stanie spoczynku atom Fe (Fe(III)) w hemie CCP jest paramagnetykiem z wysokim spinem (S=5/2).Po zainicjowaniu cyklu katalitycznego atom żelaza ulega utlenieniu aby utworzyć związek pośredni oksyferrylu (Fe(IV)=O) ma niski spin (S=1/2).Różni się to od większości peroksydaz, które zamiast tego mają drugi równoważnik utleniający na porfirynie.Związek I CCP jest dość długo- żył, rozkładając się do związku CCP II z okresem półtrwania w temperaturze pokojowej od 40 minut do kilku godzin.

CCP ma wysoką identyczność sekwencji z blisko spokrewnionym enzymem peroksydazy askorbinianowej .

Skład aminokwasowy

Badania analizatorem aminokwasów ujawniają obecność reszt Asp, Thr, Ser, Glu, Pro, Gly, Ala, Val, Met, Ile, Leu, Tyr, Phe, Lys, His, Arg, Cys i Trp w krystalicznym CCP. Enzym wykazuje niezwykły wzór aminokwasów w porównaniu z innymi peroksydazami. Peroksydazy roślinne, takie jak peroksydaza chrzanowa i peroksydaza ananasowa B, mają niską zawartość lizyny, tryptofanu i tyrozyny oraz wysoką zawartość cysteiny. Natomiast CCP ma wysoką zawartość lizyny, tryptofanu i tyrozyny oraz niską zawartość cysteiny. Enzym zawiera sekwencję 68 reszt na N-końcu swojego monomerycznego białka, które kieruje go do przestrzeni międzybłonowej mitochondriów, gdzie może tworzyć kompleksy z cytochromem c i gdzie spełnia swoje role sensoryczne, sygnalizacyjne i katalityczne . Badania wskazują, że dystalna arginina (Arg48), wysoce konserwatywny aminokwas wśród peroksydaz, odgrywa ważną rolę w aktywności katalitycznej CCP, kontrolując jego miejsce aktywne poprzez stabilizację reaktywnego oksyferrylowego związku pośredniego z kontroli jego dostępu.

Linki zewnętrzne

• Peroksydaza cytochromu c , utrzymywana przez Kraut Research Group .
• Wpis UniProt dotyczący drożdżowej peroksydazy cytochromu c.