reduktaza leghemoglobiny
| identyfikatory | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| reduktazy leghemoglobiny | |||||||||
| nr WE | 1.6.2.6 | ||||||||
| nr CAS | 60440-35-9 | ||||||||
| 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 | ||||||||
| |||||||||
W enzymologii reduktaza leghemoglobiny ( EC 1.6.2.6 ) jest enzymem , który katalizuje reakcję chemiczną
- NAD (P) H + H + + 2 ferrileghemoglobina NAD (P) + + 2 ferroleghemoglobina
Innymi słowy, leghemoglobina (lub ogólnie fitoglobina ) z Fe 3+ jest zredukowana do jednej z jonem żelazawym, Fe 2+ .
Enzym ten należy do rodziny oksydoreduktaz , w szczególności tych działających na NADH lub NADPH z białkiem hemowym jako akceptorem. Systematyczna nazwa tej klasy enzymów to NAD(P)H: ferrileghemoglobina oksydoreduktaza . Enzym ten jest również nazywany reduktazą żelazową leghemoglobiny .
Rola w guzkach roślin strączkowych
Leghemoglobina (Lb) jest białkiem zawierającym hem , które odwracalnie wiąże i transportuje O2 do brodawek wiążących N2 roślin strączkowych. Aby działać jako nośnik O2, Lb musi znajdować się na stopniu utlenienia żelaza (Lb2 + ). Utleniony Lb 2+ (Lb 2+ O 2 ) łatwo autoutlenia się do żelazowego Lb (Lb 3+ ) tworząc O 2 − w obecności śladowych ilości metali przejściowych , chelatorów i toksyczne metabolity (takie jak azotyny , rodniki nadtlenkowe i nadtlenki ), jednakże Lb 2+ jest formą dominującą w guzkach. Dlatego istnieją mechanizmy in vivo do utrzymywania Lb w funkcjonalnym stanie żelazawym .
Historia
Burris i Hass byli pierwszymi, którzy zaproponowali, że zredukowane nukleotydy pirydynowe mogą działać jako reduktory Lb 3+ w guzkach korzeni roślin strączkowych, aw 1969 Appleby poinformował, że Lb 3+ został zredukowany do Lb 2+ przez zawiesinę bakteroidów. W 1982 Kretovich i współpracownicy oczyścili enzym z łubinu , który katalizował redukcję Lb 3+ do Lb 2+ przy użyciu NADH jako reduktora. Enzym ten (nazwany przez tych autorów Legoglobin Reductase -LR) jest podobny do NADH: cytochrom b 5 reduktaza ( EC 1.6.2.2 ) z erytrocytów i mięśni bydlęcych. Łubin LR jest flawoproteiną o masie cząsteczkowej 60 kDa i swoistą aktywnością wobec NADH. W 1984 roku Klucas i współpracownicy oczyścili białko z aktywnością reduktazy żelazowej Lb (FLbR) z soi . Aktywność FLbR soi wynosiła 90% w cytosolu brodawkowym i 10% w bakteroidach. NADH był najlepszym reduktorem dla FLbR soi, chociaż NADPH działał również z szybkością trzykrotnie mniejszą niż NADH. Te badania przeprowadzone przez Klucasa i współpracowników wykazały również, że utlenianie NADH i redukcja Lb 3+ była niewykrywalna po usunięciu O2 z układu reakcyjnego, ale wszystkie zostały przywrócone po ponownym dodaniu O2 , co wskazywało, że aktywność FLbR jest zależna od O2 .
W roślinach strączkowych
Soja FLbR jest flawoproteiną z dinukleotydem flawinoadeninowym (FAD) jako grupą prostetyczną i składa się z dwóch identycznych podjednostek, z których każda ma masę cząsteczkową 54 kDa. Wartości K m i K cat dla soi FLbR dla redukcji Lb 3+ soi wynoszą odpowiednio 9,2 μM i 6,2 s -1 ( K cat / K m = 674 M -1 s -1 ). Sekwencja aminokwasowa FLbR soi jest bardzo podobna do sekwencji oksydoreduktaz disiarczkowych nukleotydów flawinowych , zwłaszcza dehydrogenazy dihydrolipoamidowej (DLDH) ( EC 1.8.1.4 ) kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej . Sekwencja aminokwasowa FLbR soi zawiera 30-resztowy peptyd sygnałowy do translokacji do mitochondriów, jak również konserwatywne regiony miejsca wiązania FAD, miejsca wiązania NAD(P)H i miejsca aktywnego disiarczku charakterystyczne dla grochu DLDH i inne enzymy z rodziny oksydoreduktaz nukleotydowo-dwusiarczkowych pirydyny.
Genom soi zawiera co najmniej dwie kopie (nazwane flbr1 i flbr2 ) genu flbr . Sekwencja aminokwasowa FLbR2 soi wykazuje znaczną homologię z mitochondriami DLDH soi FLbR1 i liści grochu i zawiera 30-resztowy mitochondrialny peptyd tranzytowy . Sekwencje FLbR zostały również wykryte i przeanalizowane w roślinach strączkowych innych niż soja. Na przykład sekwencja nukleotydowa cDNA z wspięgi ma 88 i 85% podobieństwa odpowiednio do FLbR z soi i DLDH z grochu. Kot Km i K _ _ wartości FLbR cowpea dla redukcji Lb 3+ cowpea wynoszą odpowiednio 10,4 μM i 3,1 s -1 ( Kcat / Km = 298 M -1 s -1 ).
W innych roślinach
Soja FLbR2 redukuje żelazowy ryż Phytoglobin1.1 (Phytogb1.1 3+ ). Najwyraźniej interakcja soi FLbR2-ryż Phytoglobin1.1 3+ jest słaba. Analiza in silico przewidywała, że soja FLbR2 i ryż Phytogb1.1 3+ oddziałują w domenie wiążącej FAD soi FLbR2 oraz pętli CD i helisie F ryżu Phytogb1.1 3+ . Dlatego FLbR mogą być uogólnionym in vivo enzymatycznej redukcji Phytogbs 3+ .
- Saari LL, Klucas RV (1984). „Reduktaza żelazowa leghemoglobiny z guzków korzeniowych soi”. Łuk. Biochem. Biofiza . 231 (1): 102–13. doi : 10.1016/0003-9861(84)90367-9 . PMID 6539095 .
