- Główne grupy protetyczne i ich funkcje
- Biotyna
- Grupa Heme
- Mononukleotyd flawiny i dinukleotyd flawinoadeninowy
- Chinon pirolochinolinowy
- Fosforan pirydoksalu
- Metylokobalamina
- Pirofosforan tiaminy
- Molibdopteryna
- Kwas liponowy
- Kwasy nukleinowe
- Bibliografia
Grupa prostetyczna to fragment białka, który nie ma charakteru aminokwasowego. W takich przypadkach białko nazywane jest „heteroproteiną” lub białkiem sprzężonym, gdzie część białka nazywana jest apoproteiną. Natomiast cząsteczki zbudowane wyłącznie z aminokwasów nazywane są holoproteinami.
Białka można sklasyfikować zgodnie z naturą grupy prostetycznej: gdy grupą jest grupa węglowodanów, lipidów lub hemów, białkami są odpowiednio glikoproteiny, lipoproteiny i hemoproteiny. Ponadto grupy protetyczne mogą być bardzo zróżnicowane: od metali (Zn, Cu, Mg, Fe) po kwasy nukleinowe, m.in. kwas fosforowy.

W niektórych przypadkach białka potrzebują dodatkowych składników, aby skutecznie spełniać swoje funkcje. Oprócz grup protetycznych istnieją koenzymy; Te ostatnie wiążą się luźno, chwilowo i słabo z białkiem, podczas gdy grupy prostetyczne są mocno zakotwiczone w części białkowej.
Główne grupy protetyczne i ich funkcje
Biotyna
Biotyna jest hydrofilową witaminą z grupy B, która bierze udział w metabolizmie różnych biocząsteczek, w tym w glukoneogenezie, katabolizmie aminokwasów i syntezie lipidów
Działa jako grupa prostetyczna dla różnych enzymów, takich jak karboksylaza acetylo-CoA (w formach występujących w mitochondriach i cytozolu), karboksylaza pirogronianowa, karboksylaza propionylo-CoA i karboksylaza b-metylokotonylo-CoA.
Ta cząsteczka jest zdolna do przyłączania się do wspomnianych enzymów poprzez resztę lizyny i jest odpowiedzialna za transport dwutlenku węgla. Funkcja biotyny w organizmach wykracza poza rolę grupy protetycznej: bierze udział w embriogenezie, układzie odpornościowym i ekspresji genów.
Surowe białko jaja zawiera białko zwane awidyną, które hamuje normalne stosowanie biotyny; Dlatego zaleca się spożywanie gotowanego jajka, ponieważ ciepło powoduje denaturację awidyny, przez co traci swoją funkcję.
Grupa Heme
Grupa hem jest porfirynową cząsteczką (dużym pierścieniem heterocyklicznym), która ma w swojej strukturze atomy żelaza, zdolne do odwracalnego wiązania się z tlenem lub oddawania i przyjmowania elektronów. Jest to grupa protetyczna hemoglobiny, białka odpowiedzialnego za transport tlenu i dwutlenku węgla.
W funkcjonalnych globinach atom żelaza ma ładunek +2 i jest w stanie utlenienia żelazawego, dzięki czemu może tworzyć pięć lub sześć wiązań koordynacyjnych. Charakterystyczny czerwony kolor krwi wynika z obecności grupy hemu.
Grupa hemu jest także grupą prostetyczną innych enzymów, takich jak mioglobiny, cytochromy, katalazy i peroksydazy.
Mononukleotyd flawiny i dinukleotyd flawinoadeninowy
Te dwie grupy prostetyczne są obecne we flawoproteinach i pochodzą z ryboflawiny lub witaminy B 2 . Obie cząsteczki mają miejsce aktywne, które podlega odwracalnym reakcjom utleniania i redukcji.
Flawoproteiny pełnią bardzo zróżnicowane role biologiczne. Mogą uczestniczyć w reakcjach odwodornienia cząsteczek takich jak bursztynian, uczestniczyć w transporcie wodoru w łańcuchu transportu elektronów lub reagować z tlenem, wytwarzając H 2 O 2 .
Chinon pirolochinolinowy
Jest to grupa prostetyczna chinoprotein, klasy enzymów dehydrogenazy, takich jak dehydrogenaza glukozowa, która uczestniczy w glikolizie i innych szlakach.
Fosforan pirydoksalu
Fosforan pirydoksalu jest pochodną witaminy B 6 . Występuje jako grupa prostetyczna enzymów aminotransferaz.
Jest to grupa prostetyczna enzymu fosforylazy glikogenu i jest z nią połączona wiązaniami kowalencyjnymi pomiędzy grupą aldehydową a grupą ε-aminową reszty lizyny w centralnym regionie enzymu. Ta grupa pomaga w fosfolitycznym rozkładzie glikogenu.
Zarówno mononukleotyd flawinowy flawinę oraz dinukleotydu wymienione powyżej są niezbędne dla konwersji pirydoksyny i witamina B 6 do fosforanu pirydoksalu.
Metylokobalamina
Metylokobalamina jest równoważną formą witaminy B 12 . Strukturalnie ma ośmiościenne centrum kobaltu i zawiera wiązania metal-alkil. Jedną z głównych funkcji metabolicznych jest przenoszenie grup metylowych.
Pirofosforan tiaminy
Pirofosforan tiaminy to grupa prostetyczna enzymów biorących udział w głównych szlakach metabolicznych, takich jak dehydrogenaza α-ketoglutaranu, dehydrogenaza pirogronianowa i transketolaza.
W ten sam sposób bierze udział w metabolizmie węglowodanów, lipidów i aminokwasów rozgałęzionych. Wszystkie reakcje enzymatyczne, które wymagają pirofosforanu tiaminy, obejmują przeniesienie aktywowanej jednostki aldehydowej.
Pirofosforan tiaminy jest syntetyzowany wewnątrzkomórkowo przez fosforylację witaminy B 1 lub tiaminy. Cząsteczka składa się z pierścienia pirymidynowego i pierścienia tiazoliowego o strukturze azydkowej CH.
Niedobór pirofosforanu tiaminy skutkuje chorobami neurologicznymi zwanymi beri-beri i zespołem Wernickego-Korsakowa. Dzieje się tak, ponieważ jedynym paliwem w mózgu jest glukoza, a ponieważ kompleks dehydrogenazy pirogronianowej wymaga pirofosforanu tiaminy, układ nerwowy nie ma energii.
Molibdopteryna
Molibdopteryny są pochodnymi piranopteryny; Składają się z pierścienia piranowego i dwóch tiolanów. Są to grupy prostetyczne lub kofaktory występujące w enzymach zawierających molibden lub wolfram.
Występuje jako grupa prostetyczna reduktazy tiosiarczanowej, hydroksylazy purynowej i dehydrogenazy mrówczanowej.
Kwas liponowy
Kwas liponowy jest grupą prostetyczną lipoamidu i jest kowalencyjnie przyłączony do reszty białka przez resztę lizyny.
Kwas liponowy w formie zredukowanej posiada parę grup sulfhydrylowych, natomiast w postaci utlenionej posiada cykliczny disiarczek.
Odpowiada za redukcję cyklicznego disiarczku w kwasie liponowym. Ponadto jest to grupa prostetyczna trancetylazy i kofaktor różnych enzymów zaangażowanych w cykl kwasu cytrynowego lub cykl Krebsa.
Jest składnikiem o dużym znaczeniu biologicznym w dehydrogenazach alkatokwasów, w których grupy sulfhydrylowe są odpowiedzialne za transport atomów wodoru i grup acylowych.
Cząsteczka jest pochodną oktanowego kwasu tłuszczowego i składa się z końcowej grupy karboksylowej i pierścienia dwujonowego.
Kwasy nukleinowe
Kwasy nukleinowe to protetyczne grupy nukleoprotein występujące w jądrach komórki, takie jak histony, telomeraza i protamina.
Bibliografia
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP i Pérez, RS (2011). Podstawy biochemii. Uniwersytet w Walencji.
- Battaner Arias, E. (2014). Kompendium enzymologii. Wydania Uniwersytetu Salamanca.
- Berg, JM, Stryer, L. i Tymoczko, JL (2007). Biochemia. Odwróciłem się.
- Devlin, TM (2004). Biochemia: podręcznik o zastosowaniach klinicznych. Odwróciłem się.
- Díaz, AP i Pena, A. (1988). Biochemia. Redakcja Limusa.
- Macarulla, JM i Goñi, FM (1994). Biochemia człowieka: kurs podstawowy. Odwróciłem się.
- Meléndez, RR (2000). Znaczenie metabolizmu biotyny. Journal of Clinical Research, 52 (2), 194–199.
- Müller - Esterl, W. (2008). Biochemia. Podstawy medycyny i nauk przyrodniczych. Odwróciłem się.
- Stanier, RY (1996). Mikrobiologia. Odwróciłem się.
- Teijón, JM (2006). Podstawy biochemii strukturalnej. Od redakcji Tébar.
- Vilches - Flores, A., & Fernández - Mejía, C. (2005). Wpływ biotyny na ekspresję genów i metabolizm. Journal of Clinical Research, 57 (5), 716–724.
