- Principali gruppi protesici e loro funzioni
- biotina
- Gruppo Heme
- Flavina mononucleotide e flavina adenina dinucleotide
- Pirrolochinolina chinone
- Fosfato piridossale
- Methylcobalamin
- Pirofosfato di tiamina
- molibdopterina
- Acido lipoico
- Acidi nucleici
- Riferimenti
Un gruppo protesico è il frammento di una proteina che non ha una natura amminoacidica. In questi casi, la proteina è chiamata "eteroproteina" o proteina coniugata, dove la porzione proteica è chiamata apoproteina. Al contrario, le molecole composte da soli amminoacidi sono chiamate oloproteine.
Le proteine possono essere classificate in base alla natura del gruppo protesico: quando il gruppo è un gruppo carboidrato, lipidico o eme, le proteine sono rispettivamente glicoproteine, lipoproteine ed emoproteine. Inoltre, i gruppi protesici possono essere molto vari: dai metalli (Zn, Cu, Mg, Fe) agli acidi nucleici, acido fosforico, tra gli altri.
In alcuni casi, le proteine necessitano di componenti extra per svolgere le loro funzioni con successo. Oltre ai gruppi protesici ci sono i coenzimi; questi ultimi sono legati in modo lasco, temporaneo e debolmente alla proteina, mentre i gruppi protesici sono saldamente ancorati alla porzione proteica.
Principali gruppi protesici e loro funzioni
biotina
La biotina è una vitamina idrofila del complesso B che partecipa al metabolismo di diverse biomolecole, tra cui la gluconeogenesi, il catabolismo degli amminoacidi e la sintesi dei lipidi
Agisce come un gruppo protesico per vari enzimi, come acetil-CoA carbossilasi (nelle forme trovate nei mitocondri e nel citosol), piruvato carbossilasi, propionil-CoA carbossilasi e b-metilcrotonil-CoA carbossilasi.
Questa molecola è in grado di legarsi a detti enzimi tramite un residuo di lisina ed è responsabile del trasporto dell'anidride carbonica. La funzione della biotina negli organismi va oltre il suo ruolo di gruppo protesico: partecipa all'embriogenesi, al sistema immunitario e all'espressione genica.
Il bianco d'uovo crudo ha una proteina chiamata avidina, che sopprime il normale utilizzo della biotina; Pertanto, il consumo di uova cotte è consigliato perché il calore denatura l'avidina, perdendo così la sua funzione.
Gruppo Heme
Il gruppo eme è una molecola porfirinica (un grande anello eterociclico) che ha nella sua struttura atomi di ferro capaci di legarsi reversibilmente all'ossigeno o di cedere e prendere elettroni. È il gruppo protesico dell'emoglobina, una proteina responsabile del trasporto di ossigeno e anidride carbonica.
Nelle globine funzionali, l'atomo di ferro ha una carica +2 ed è in uno stato di ossidazione ferrosa, quindi può formare cinque o sei legami di coordinazione. Il caratteristico colore rosso del sangue è dovuto alla presenza del gruppo eme.
Il gruppo eme è anche il gruppo protesico di altri enzimi, come mioglobine, citocromi, catalasi e perossidasi.
Flavina mononucleotide e flavina adenina dinucleotide
Questi due gruppi protesici sono presenti nelle flavoproteine e derivano dalla riboflavina o vitamina B 2 . Entrambe le molecole hanno un sito attivo che subisce reazioni di ossidazione e riduzione reversibili.
Le flavoproteine hanno ruoli biologici molto vari. Possono partecipare alle reazioni di deidrogenazione di molecole come il succinato, partecipare al trasporto dell'idrogeno nella catena di trasporto degli elettroni o reagire con l'ossigeno, generando H 2 O 2 .
Pirrolochinolina chinone
È il gruppo protesico delle chinoproteine, una classe di enzimi deidrogenasi come la glucosio deidrogenasi, che partecipa alla glicolisi e ad altri percorsi.
Fosfato piridossale
Il piridossal fosfato è un derivato della vitamina B 6 . Si trova come gruppo protesico degli enzimi dell'amino transferasi.
È il gruppo protesico dell'enzima glicogeno fosforilasi e ad esso è legato mediante legami covalenti tra il gruppo aldeidico e il gruppo ε-ammino di un residuo di lisina nella regione centrale dell'enzima. Questo gruppo aiuta nella scomposizione fosforolitica del glicogeno.
Sia la flavina mononucleotide che la flavina adenina dinucleotide sopra menzionate sono indispensabili per la conversione della piridossina o della vitamina B 6 in piridossal fosfato.
Methylcobalamin
La metilcobalamina è una forma equivalente di vitamina B 12 . Strutturalmente, ha un centro di cobalto ottaedrico e contiene legami metallo-alchilici. Tra le sue principali funzioni metaboliche c'è il trasferimento di gruppi metilici.
Pirofosfato di tiamina
La tiamina pirofosfato è il gruppo protesico di enzimi coinvolti nelle principali vie metaboliche, come l'α-chetoglutarato deidrogenasi, la piruvato deidrogenasi e la transketolasi.
Allo stesso modo, partecipa al metabolismo di carboidrati, lipidi e aminoacidi a catena ramificata. Tutte le reazioni enzimatiche che richiedono tiamina pirofosfato comportano il trasferimento di un'unità aldeidica attivata.
La tiamina pirofosfato è sintetizzata a livello intracellulare dalla fosforilazione della vitamina B 1 o della tiamina. La molecola è costituita da un anello pirimidinico e da un anello tiazolio con struttura CH azide.
La carenza di tiamina pirofosfato provoca malattie neurologiche note come beriberi e sindrome di Wernicke-Korsakoff. Ciò si verifica perché l'unico carburante nel cervello è il glucosio, e poiché il complesso piruvato deidrogenasi richiede tiamina pirofosfato, il sistema nervoso non ha energia.
molibdopterina
Le molibdopterine sono derivati della piranopterina; Sono costituiti da un anello pirano e due tiolati. Sono gruppi protesici o cofattori trovati negli enzimi che contengono molibdeno o tungsteno.
Si trova come gruppo protesico di tiosolfato reduttasi, purina idrossilasi e formiato deidrogenasi.
Acido lipoico
L'acido lipoico è il gruppo protesico della lipoamide ed è legato in modo covalente alla porzione proteica da un residuo di lisina.
Nella sua forma ridotta, l'acido lipoico ha una coppia di gruppi solfidrilici, mentre nella forma ossidata ha un disolfuro ciclico.
È responsabile della riduzione del disolfuro ciclico nell'acido lipoico. Inoltre, è il gruppo protesico della transcetilasi e un cofattore di diversi enzimi coinvolti nel ciclo dell'acido citrico o ciclo di Krebs.
È un componente di grande importanza biologica nelle deidrogenasi degli alcatoacidi, dove i gruppi sulfidrilici sono responsabili del trasporto degli atomi di idrogeno e dei gruppi acilici.
La molecola è un derivato dell'acido grasso ottanoico ed è costituita da un carbossile terminale e da un anello ditionale.
Acidi nucleici
Gli acidi nucleici sono i gruppi protetici di nucleoproteine presenti nei nuclei cellulari, come gli istoni, la telomerasi e la protamina.
Riferimenti
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP e Pérez, RS (2011). Fondamenti di biochimica. Università di Valencia.
- Battaner Arias, E. (2014). Compendio di enzimologia. Edizioni dell'Università di Salamanca.
- Berg, JM, Stryer, L. e Tymoczko, JL (2007). Biochimica. Ho invertito.
- Devlin, TM (2004). Biochimica: libro di testo con applicazioni cliniche. Ho invertito.
- Díaz, AP e Pena, A. (1988). Biochimica. Editoriale Limusa.
- Macarulla, JM e Goñi, FM (1994). Biochimica umana: corso base. Ho invertito.
- Meléndez, RR (2000). Importanza del metabolismo della biotina. Journal of Clinical Research, 52 (2), 194-199.
- Müller - Esterl, W. (2008). Biochimica. Fondamenti di medicina e scienze della vita. Ho invertito.
- Stanier, RY (1996). Microbiologia. Ho invertito.
- Teijón, JM (2006). Fondamenti di biochimica strutturale. Tébar editoriale.
- Vilches - Flores, A. e Fernández - Mejía, C. (2005). Effetto della biotina sull'espressione genica e sul metabolismo. Journal of Clinical Research, 57 (5), 716–724.