Las propiedades estructurales y funcionales de la superfamilia del citocromo P450 han sido objeto de una amplia diversificación a lo largo de la evolución. [7] Estimaciones recientes indican que actualmente hay 10 clases y 267 familias de proteínas CYP. [8] Se cree que la 14α-desmetilasa o CYP51 divergió temprano en la historia evolutiva del citocromo y ha conservado su función desde entonces; es decir, la eliminación del grupo 14α-metilo de los sustratos de esterol . [7]
Aunque el modo de acción del CYP51 se ha conservado bien , la secuencia de la proteína varía considerablemente entre reinos biológicos. [9] Las comparaciones de la secuencia del CYP51 entre reinos revelan solo una similitud del 22-30% en la composición de aminoácidos. [10]
Estructura
Estructura de la lanosterol 14α-desmetilasa (CYP51), identificada por Podust et al.
Aunque la estructura de la 14α-desmetilasa puede variar sustancialmente de un organismo a otro, el análisis de alineamiento de secuencias revela que hay seis regiones en la proteína que están altamente conservadas en eucariotas . [10] Estas incluyen residuos en la hélice B', el bucle B'/C, la hélice C, la hélice I, el bucle K/β1-4 y la cadena β 1-4 que son responsables de formar la superficie de la cavidad de unión del sustrato. [7] El modelado de homología revela que los sustratos migran desde la superficie de la proteína al sitio activo enterrado de la enzima a través de un canal que está formado en parte por la hélice A' alfa y el bucle β4. [11] [12] Finalmente, el sitio activo contiene un grupo prostético hemo en el que el hierro está atado al átomo de azufre en un residuo de cisteína conservado. [10] Este grupo también se une al oxígeno diatómico en el sexto sitio de coordinación, que finalmente se incorpora al sustrato. [10]
Mecanismo
Desmetilación de lanosterol en tres pasos, mediada por la lanosterol 14α-desmetilasa.
Se cree que la desmetilación del lanosterol catalizada por enzimas ocurre en tres pasos, cada uno de los cuales requiere una molécula de oxígeno diatómico y una molécula de NADPH (o algún otro equivalente reductor ). [13] Durante los primeros dos pasos, el grupo 14α-metilo sufre una monooxigenación típica del citocromo en la que un átomo de oxígeno es incorporado por el sustrato y el otro se reduce a agua, lo que da como resultado la conversión del esterol en un carboxialcohol y luego en un carboxialdehído. [10] Luego, el aldehído sale como ácido fórmico y simultáneamente se introduce un doble enlace para producir el producto desmetilado. [10]
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Lectura adicional
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