Bisfosfoglicerato mutasa

La bisfosfoglicerato mutasa (EC 5.4.2.4, BPGM) es una enzima exclusiva de los eritrocitos y las células placentarias [2] . Es responsable de la síntesis catalítica de 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG) a partir de 1,3-bisfosfoglicerato . BFGM también tiene las funciones de una mutasa y una fosfatasa , pero estas son mucho menos activas, a diferencia de su pariente glicolítico, la fosfoglicerato mutasa (PGM), que mantiene estas dos funciones pero también puede catalizar la síntesis de 2,3-BPG a un menor medida.

Distribución en tejidos

Dado que la función principal de la bifosfoglicerato mutasa es la síntesis de 2,3-BPG, esta enzima se encuentra únicamente en los eritrocitos y las células placentarias [3] . En la glucólisis , la conversión de 1,3-BPG en 2,3-BPG sería muy ineficiente, ya que solo agrega otro paso innecesario. Dado que el papel principal de 2,3-BPG es cambiar el equilibrio de la hemoglobina hacia el estado desoxi, su producción es realmente útil solo en células que contienen hemoglobina, eritrocitos y células placentarias.

Función

El 1,3-BPG se forma como un intermediario en la glucólisis . Luego, BFGM toma esto y lo convierte en 2,3-BPG, que tiene una función importante en el transporte de oxígeno . El 2,3-BPG se une con gran afinidad a la hemoglobina, lo que provoca un cambio conformacional que da como resultado la liberación de oxígeno. Entonces, los tejidos locales pueden absorber oxígeno libre. Esto también es importante para la placenta, donde la sangre fetal y materna están muy cerca. Cuando la placenta produce 2,3-BPG, se libera una gran cantidad de oxígeno de la hemoglobina materna cercana, que luego puede disociarse y unirse a la hemoglobina fetal, que tiene una afinidad mucho menor por el 2,3-BPG [3] .

Estructura

generales

BFGM es un dímero que consta de dos subunidades de proteína idénticas, cada una de las cuales tiene su propio centro activo. Cada subunidad consta de seis hebras β, β AF, y diez hélices α, α1-10. La dimerización ocurre a lo largo de las caras β C y α 3 de ambos monómeros [4] . BPGM es aproximadamente 50% idéntico a su contraparte PGM, con los principales residuos del sitio activo retenidos en casi todos los PGM y BPGM.

Aminoácidos importantes

• His 11 : nucleófilo para la conversión de 1,2-BPG en 1,3-BPG. Gira de un lado a otro con His-188 para tomar una posición lineal para atacar al grupo 1'-fosfato.
• His 188 : participa en la estabilidad general de la proteína [4] , así como en la formación de enlaces de hidrógeno con el sustrato, como His-11, que atrae a la posición catalítica.
• Arg 90 : aunque este residuo cargado positivamente no está directamente involucrado en la unión, es esencial para la estabilidad general de la proteína. Puede ser reemplazada por lisina con poco efecto sobre la catálisis [4] .
• Cys 23 : tiene poco efecto sobre la estructura general, pero afecta en gran medida la reactividad de la enzima [5] .

Mecanismo de catálisis

El 1,3-BPG se une al sitio activo , lo que provoca un cambio conformacional en el que el espacio alrededor del sitio activo se cierra en el sustrato , bloqueándolo de forma segura en su lugar. El 1,3-BPG forma una gran cantidad de enlaces de hidrógeno con los residuos circundantes, muchos de los cuales tienen carga positiva, lo que limita en gran medida su movilidad. Su rigidez sugiere una asociación muy condicionada por la entalpía. Los cambios conformacionales hacen que His 11 gire, ayudado en parte por los enlaces de hidrógeno con His 188 . His 11 se alinea con el grupo fosfato y luego pasa a través del mecanismo S N 2 , en el que His 11 es un nucleófilo que ataca al grupo fosfato. El grupo 2'-hidroxilo luego ataca el fosfato y lo elimina de His 11 , creando así 2,3-BPG.

Referencias

1. ↑ AP 1T8P ; Wang Y, Wei Z, Bian Q, Cheng Z, Wan M, Liu L, Gong W (septiembre de 2004). “Estructura cristalina de la bifosfoglicerato mutasa humana”. J Biol. quimica _ 279 (37): 39132-8. DOI : 10.1074/jbc.M405982200 . PMID  15258155 .
2. ^ "Expresión placentaria nueva de 2,3-bisfosfoglicerato mutasa". placenta _ 27 (8): 924-7. Agosto de 2006. doi : 10.1016/j.placenta.2005.08.010 . PMID  16246416 .
3. ^ 1 2 "Expresión placentaria nueva de 2,3-bisfosfoglicerato mutasa". placenta _ 27 (8): 924-7. Agosto de 2006. doi : 10.1016/j.placenta.2005.08.010 . PMID  16246416 .Pritlove DC, Gu M, Boyd CA, Randeva HS, Vatish M (agosto de 2006).
4. ↑ 1 2 3 “Residuos de aminoácidos involucrados en el sitio catalítico de la bifosfoglicerato mutasa de eritrocitos humanos. Consecuencias funcionales de las sustituciones de His10, His187 y Arg89”. EUR. J Bioquímica . 213 (1): 493-500. Abril de 1993. DOI : 10.1111/j.1432-1033.1993.tb17786.x . IDPM  8477721 .
5. ^ "Papel crítico de la bifosfoglicerato mutasa humana Cys22 en el sitio de unión al activador de la fosfatasa". J Biol. quimica _ 272 (22): 14045-50. Mayo de 1997. doi : 10.1074/jbc.272.22.14045 . IDPM  9162026 .

Lecturas adicionales

• Fujita T; et al. (1 de diciembre de 1998). "Bisfosfoglicerato mutasa de eritrocitos humanos: inactivación por glicación in vivo e in vitro". J Bioquímica . 124 (6): 1237-44. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a022243 . IDPM  9832630 .

Enlaces

• MeSH Mutasa Bisfosfoglicerato Mutasa
• Código KF 5.4.2.4