Ossoglutarato deidrogenasi
La ossoglutarato deidrogenasi (nota anche come α-chetoglutarato deidrogenasi) è un complesso enzimatico appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, noto principalmente per il suo ruolo nel ciclo di Krebs. Similarmente alla piruvato deidrogenasi, è composto di tre polipeptidi (E1, E2 ed E3) che si servono, rispettivamente, dei coenzimi tiamina pirofosfato, acido lipoico e FAD.
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La subunità E1 è detta 2-chetoglutarato deidrogenasi (numero EC 1.2.4.2[1]), la E2 diidrolipoamide-succiniltransferasi (numero EC 2.3.1.61[2]) [3] e la E3 diidrolipoil deidrogenasi.
Sono state caratterizzate tre classi di complessi multienzimatici di questo tipo, una specifica per il piruvato, un'altra per il 2-ossoglutarato ed una per altri specifici α-chetoacidi contenenti una catena ramificata[4].
In Azotobacter vinelandii, la ossoglutarato deidrogenasi presenta una KM di 0,14 ± 0,04 mM ed una Vmax di 9 ± 3 μmol min-1 mg-1[5].
Vie metaboliche
L'enzima partecipa a tre diversi pathway metabolici.
- Il ciclo di Krebs (KEGG: MAP00020)
- La degradazione della lisina (KEGG: MAP00310)
- Il metabolismo del triptofano (KEGG: MAP00380)
Ciclo di Krebs
La reazione catalizzata dall'enzima nel ciclo di Krebs è la seguente:
- α-chetoglutarato + NAD+ + CoA → Succinil CoA + CO2 + NADH
La reazione consta di tre passaggi: l'iniziale decarbossilazione dell'α-chetoglutarato, l'ossidazione ed il trasferimento conclusivo del gruppo CoA, che forma il prodotto finale (succinil CoA). L'energia libera di Gibbs per questa reazione è pari a -30 kJ mol-1.[6]
La ossoglutarato deidrogenasi è un punto chiave del sistema di regolazione del ciclo di Krebs. L'enzima è inibito dai prodotti di reazione (dal succinil CoA e dal NADH). Anche una alta concentrazione di molecole ad alta energia (come ATP) può inibire l'attività dell'enzima.
Note
- ^ (EN) 1.2.4.2, in ExplorEnz — The Enzyme Database, IUBMB.
- ^ (EN) 2.3.1.61, in ExplorEnz — The Enzyme Database, IUBMB.
- ^ (EN) Knapp JE, Carroll D, Lawson JE, Ernst SR, Reed LJ, Hackert ML. Expression, purification, and structural analysis of the trimeric form of the catalytic ___domain of the Escherichia coli dihydroliponamide succinyltransferase. In: Protein Sci. 9, P. 37-48, 2000
- ^ (EN) R. N. Perham: Swinging Arms and Swinging Domains in Multifunctional Enzymes: Catalytic Machines for Multistep Reaktions. In: Annu. Rev. Biochem. 69, S. 961-1004, 2000
- ^ (EN) Bunik V, Westphal AH, de Kok A: Kinetic properties of the 2-oxoglutarate dehydrogenase complex from Azotobacter vinelandii evidence for the formation of a precatalytic complex with 2-oxoglutarate. Eur J Biochem 2000; 267(12): 3583-91. PMID 10848975
- ^ RH Garret, CM Grisham, Principi di Biochimica, Padova, ed. PICCIN, 2004, p. 503, ISBN 88-299-1693-5.
Bibliografia
- Perham, R.N., Swinging arms and swinging domains in multifunctional enzymes: catalytic machines for multistep reactions, in Annu. Rev. Biochem., vol. 69, 2000, pp. 961–1004, Entrez PubMed 10966480.
- Sanadi, D.R., Littlefield, J.W. and Bock, R.M., Studies on α-ketoglutaric oxidase. II. Purification and properties, in J. Biol. Chem., vol. 197, 1952, pp. 851–862, Entrez PubMed 12981117.
- Ochoa, S., Enzymic mechanisms in the citric acid cycle, in Adv. Enzymol. Relat. Subj. Biochem., vol. 15, 1954, pp. 183–270, Entrez PubMed 13158180.
- Massey, V., The composition of the ketoglutarate dehydrogenase complex, in Biochim. Biophys. Acta, vol. 38, 1960, pp. 447–460.
