MECANISMOS DE CATÁLISIS ENZIMÁTICA.
3b. L-ASPARTATO AMINOTRANSFERASA: mecanismo químico de catálisis
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La L-aspartato cataliza la deaminación oxidativa del L-aspartato produciendo empleando fosfato de piridoxal (PLP) como cofactor, el cual es reducido a fosfato de pirodoxamina (PMP). Se trata de una reacción redox interna en la que el la el cofactor resulta reducido. En este tipo de enzimas, a semejanza de las deshidrogenasas que emplean FAN o FMN fuertemente unidos como grupos prostéticos, el problema consiste en que el cofactor reducido debe regenerarse para que la enzima pueda volver a catalizar la reacción. Al igual que en las deshidrogenasas, este problema es resulto empleando piruvato como aceptor y catalizando la reacción en reversa.
El PLP es un aldehído muy reactivo, debido a que sus estructuras resonantes facilitan la formación de la aldimina (llamada también base de Schift). De hecho este compuesto ha sido usado en muchos laboratorios para modificar químicamente residuos de lisina de las proteínas, en busca de lisinas que pudiesen participar en la catálisis, ya que al reaccionar con ellos, inactiva a las enzimas. Usted se podrá preguntar cómo es que si la enzima posee residuos de lisina en su estructura, este compuesto no reacciona con ellos. La respuesta radica en la presencia de la lisina258 en su secuencia aminoacídica, cuyo grupo R se encuentra lo suficientemente cerca del sitio activo como para formar esta aldimina. Ahora seguro se preguntará cómo es que este residuo de lisina no es deaminado formandose lisil aldheído y PMP, ahora la respuesta es: la lisina 258 es la base que abstrae el protón iniciando el rearreglo de dobles enlaces que finalmente resulta en la oxidoreducción interna y dona luego este protón al grupo prostético para estabilizar el rearreglo y permitir la hidrólisis que libera al alfa-cetoácido. En consecuencia, cuando esta lisina forma la aldimina con el PLP- ¡no hay base que catalize su desaminación!
El mecanismo se inicia con la fomración de la aldimina entre el aminoáciode sustrato y el PLP, lo que desplaza a la lys258, la que ahora queda en su forma básica. El paso siguiente es la captura del protón alfa del aminoócido por la acción de la base (lys258), lo cual facilita la formación de un intermediario quinoide que posee un sistema de dobles enlaces conjugados (este intermediario puede evidenciarse espectroscópicamente cuando se emplea es sustrato sintético alternativo eritro-a-hidroxy-L-aspartato).
Como puede imaginarse, el mecanismo cinético es Bi-Bi Ping Pong (¿cuál sería el orden de entrada de los sustratos y el de la salida de los productos?). Ya que la enzima puede estar en dos estados (piridoxaldimina y piridoxamina) y sólo uno de los sustratos puede ocupar el sitio activo en cada momento
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