- Principals grups prostètics i les seves funcions
- biotina
- grup hemo
- Flavín mononucleòtid i dinucleòtid de flavina i adenina
- Pirroloquinolina quinona
- Fosfat de piridoxal
- metilcobalamina
- Pirofosfat de tiamina
- Molibdopterina
- àcid lipoic
- àcids nucleics
- referències
Un grup prostètic és el fragment d'una proteïna que no posseeix naturalesa aminoacídica. En aquests casos, la proteïna es denomina "heteroproteïna" o proteïna conjugada, on la porció proteica s'anomena apoproteína. Contràriament, les molècules integrades només per aminoàcids s'anomenen holoproteïnes.
Les proteïnes poden classificar-se segons la naturalesa de el grup prostètic: quan el grup és un glúcid, un lípid o un grup hemo, les proteïnes són glicoproteïnes, lipoproteïnes i hemoproteínas, respectivament. A més, els grups prostètics poden molt variats: des de metalls (Zn, Cu, Mg, Fe) fins àcids nucleics, àcid fosfòric, entre d'altres.
En alguns casos, les proteïnes necessiten components extra per exercir amb èxit les seves funcions. A més dels grups prostètics estan les coenzims; aquestes últimes s'uneixen de manera laxa, temporal i feble a la proteïna, mentre que els grups prostètics es troben ancorats fermament a la porció proteica.
Principals grups prostètics i les seves funcions
biotina
La biotina és una vitamina hidrofílica de l'complex B que participa en el metabolisme de diferents biomolècules, entre aquestes la gluconeogènesi, catabolisme d'aminoàcids i síntesi de lípids
Actua com a grup prostètic de diversos enzims, com l'acetil-CoA carboxilasa (de les formes trobades en el mitocondri i al citosol), piruvat carboxilasa, propionil-CoA carboxilasa, i la b-metilcrotonil-CoA carboxilasa.
Aquesta molècula és capaç de acoblar-se a aquestes enzims per mitjà d'un residu de lisina i s'encarrega de l'transport de diòxid de carboni. La funció de la biotina en els organismes va més enllà del seu paper com a grup prostètic: participa en l'embriogènesi, en el sistema immune i en l'expressió gènica.
La clara d'ou cru posseeix una proteïna anomenada avidina, que reprimeix l'ús normal de la biotina; per això, es recomana el consum d'ou cuit perquè la calor desnaturalitza a la avidina, perdent així la funció.
grup hemo
El grup hemo és una molècula de naturalesa porfirínica (un anell de grans dimensions heterocíclic) que posseeix en la seva estructura àtoms de ferro capaços d'unir-se de manera reversible a l'oxigen o de cedir i prendre electrons. És el grup prostètic de l'hemoglobina, proteïna encarregada de l'transport d'oxigen i diòxid de carboni.
A les globines funcionals, l'àtom de ferro posseeix càrrega +2 i es troba en estat d'oxidació ferrós, així pot formar cinc o sis enllaços de coordinació. El color vermell característic de la sang es deu a la presència de el grup hemo.
El grup hemo també és el grup prostètic d'altres enzims, com mioglobinas, citocroms, catalases i peroxidases.
Flavín mononucleòtid i dinucleòtid de flavina i adenina
Aquests dos grups prostètics estan presents en les flavoproteínas i són derivats de la riboflavina o vitamina B 2. Les dues molècules posseeixen un lloc actiu que pateix reaccions reversibles d'oxidació i reducció.
Les flavoproteínas tenen papers biològics molt variats. Poden participar en reaccions de deshidrogenació de molècules com el succinat, participar en el transport d'hidrogen en la cadena transportadora d'electrons o reaccionar amb l'oxigen, generant H 2 O 2.
Pirroloquinolina quinona
És el grup prostètic de les quinoproteínas, una classe d'enzims deshidrogenases com la glucosa deshidrogenasa, que participa en la glicòlisi i altres vies.
Fosfat de piridoxal
El fosfat de piridoxal és un derivat de la vitamina B 6. Es troba com a grup prostètic de l'enzims amino transferases.
És el grup prostètic de l'enzim glicogen fosforilasa i està unit a aquesta per mitjà d'enllaços covalents entre el grup aldehid i el grup ε-amino d'un residu de lisina a la regió central de l'enzim. Aquest grup ajuda a la ruptura fosforolítica de l'glucogen.
Tant el flavín mononucleòtid com el dinucleòtid de flavina i adenina esmentats anteriorment són indispensables per a la conversió de la piridoxina o vitamina B 6 al fosfat de piridoxal.
metilcobalamina
La metilcobalamina és una forma equivalent a la vitamina B 12. Estructuralment posseeix un centre de cobalt octaèdric i conté enllaços metall-alquil. Dins de les seves principals funcions metabòliques hi ha la transferència de grups metil.
Pirofosfat de tiamina
El pirofosfat de tiamina és el grup prostètic d'enzims implicats en les vies metabòliques principals, com la α-cetoglutarato deshidrogenasa, piruvat deshidrogenasa i transcetolasa.
De la mateixa manera, participa en el metabolisme d'hidrats de carboni, lípids i aminoàcids de cadena ramificada. Totes les reaccions enzimàtiques que requereixen d'el pirofosfat de tiamina involucren la transferència d'una unitat activada de aldehid.
El pirofosfat de tiamina és sintetitzat de manera intracel·lular per la fosforilació de la vitamina B 1 o tiamina. La molècula consisteix en un anell de pirimidina i un anell de tiazolio amb una estructura CH azida.
La deficiència de pirofosfat de tiamina es tradueix en malalties neurològiques conegudes com beriberi i síndrome de Wernicke-Korsakoff. Això passa perquè l'únic combustible d'el cervell és la glucosa i, com el complex piruvat deshidrogenasa necessita de l'pirofosfat de tiamina, el sistema nerviós no disposa d'energia.
Molibdopterina
Les molibdopterinas són derivats de la piranopterina; estan constituïts per un anell pirà i dues tiolatos. Són grups prostètics o cofactors trobats en els enzims que posseeixen molibdè o tungstè.
Es troba com a grup prostètic de la tiosulfat reductasa, purina hidroxilasa i formiat deshidrogenasa.
àcid lipoic
L'àcid lipoic és el grup prostètic de l'lipoamida i s'uneix de manera covalent a la porció proteica per un residu de lisina.
En la seva forma reduïda, l'àcid lipoic posseeix un parell de grups sulfhidrilos, mentre que en la forma oxidada presenta un disulfur cíclic.
S'encarrega de la reducció de l'disulfur cíclic en l'àcid lipoic. A més, és el grup prostètic de l'transcetilasa i cofactor de diferents enzims implicats en el cicle de l'àcid cítric o cicle de Krebs.
És un component de gran importància biològica en les deshidrogenases dels alfacetoácidos, on els grups sulfhidrilos són els encarregats de transportar àtoms d'hidrogen i grups acil.
La molècula és un derivat de l'àcid gras octanoico i consisteix en un carboxil terminal i un anell ditional.
àcids nucleics
Els àcids nucleics són els grups protètics de les nucleoproteïnes trobades en els nuclis de la cèl·lula, com les histones, telomerasa i protamina.
referències
- Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP, & Pérez, RS (2011). Fonaments de bioquímica. Universitat de València.
- Battaner Arias, I. (2014). Compendi de enzimologia. Edicions Universitat de Salamanca.
- Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Bioquímica. Reverté.
- Devlin, TM (2004). Bioquímica: llibre de text amb aplicacions clíniques. Reverté.
- Díaz, AP, & Pena, A. (1988). Bioquímica. Editorial Limusa.
- Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). Bioquímica humana: curs bàsic. Reverté.
- Meléndez, RR (2000). Importància de el metabolisme de la biotina. Revista de recerca clínica, 52 (2), 194-199.
- Müller-Esterl, W. (2008). Bioquímica. Fonaments per a medicina i ciències de la vida. Reverté.
- Stanier, RI (1996). Microbiologia. Reverté.
- Teijón, JM (2006). Fonaments de bioquímica estructural. Editorial Tébar.
- Vilches-Flors, A., & Fernández-Mejía, C. (2005). Efecte de la biotina sobre l'expressió genètica i el metabolisme. Revista de recerca clínica, 57 (5), 716-724.