Artikel ini telah ditinjau sesuai dengan proses dan kebijakan editorial Science X. Para editor telah menekankan atribut berikut sambil memastikan kredibilitas konten:
fakta diverifikasi
sumber terpercaya
membenarkan
OKE! P450 51 enzim mendemetilasi sterol, melepaskan asam format (DCOOH). Analisis produk sampingan DCOOH memungkinkan resolusi mekanistik dari kontribusi Senyawa 0 (Komponen 0) dan Senyawa I (Komponen I) terhadap katalisis. Ketika reaksi enzimatik dilakukan di bawah 18O2 (merah), >50% DCOOH yang diperoleh mengandung satu atom 18O (untuk semua enzim P450 51 yang diuji), menunjukkan kontribusi besar Cpd 0 terhadap pembelahan 24,25-dihydrolanosterol CC . Kredit: Angewandte Chemie Edisi Internasional (2024). DOI: 10.1002/anie.202317711
× tutup
P450 51 enzim mendemetilasi sterol, melepaskan asam format (DCOOH). Analisis produk sampingan DCOOH memungkinkan resolusi mekanistik dari kontribusi Senyawa 0 (Komponen 0) dan Senyawa I (Komponen I) terhadap katalisis. Ketika reaksi enzimatik dilakukan di bawah 18O2 (merah), >50% DCOOH yang diperoleh mengandung satu atom 18O (untuk semua enzim P450 51 yang diuji), menunjukkan kontribusi besar Cpd 0 terhadap pembelahan 24,25-dihydrolanosterol CC . Kredit: Angewandte Chemie Edisi Internasional (2024). DOI: 10.1002/anie.202317711
Meskipun Anda mungkin belum pernah mendengar tentang superfamili enzim sitokrom P450, protein ini memainkan peran yang beragam dan penting pada manusia melalui pemrosesan metabolisme obat-obatan, pestisida, asam lemak, vitamin yang larut dalam lemak dan karsinogen kimia, serta biosintesis steroid esensial. termasuk sterol.
Sterol adalah sekelompok senyawa kimia yang memiliki struktur cincin sentral dan penting bagi kehidupan banyak organisme. Sterol yang paling terkenal pada manusia adalah kolesterol, komponen kunci dari membran sel kita dan selalu ada dalam pikiran dokter karena peningkatan kadar kolesterol darah dapat meningkatkan risiko penyakit kardiovaskular.
Laboratorium Fred Guengerich, Tadashi Inagami, Ph.D. Seorang profesor biokimia di Universitas Vanderbilt, dia telah mempelajari sitokrom P450 selama 50 tahun. Dalam makalah baru yang diterbitkan di Angewandte Chemie, laboratorium Guengerich menyelidiki mekanisme yang digunakan oleh sitokrom P450 51—enzim P450 yang ada di semua keluarga kehidupan—untuk mengkatalisis reaksi tiga langkah penting dalam biosintesis sterol: metabolisme lanosterol.
“Ini merupakan proyek yang menantang namun bermanfaat yang memberikan jawaban tegas pertama terhadap pertanyaan mekanistik yang sudah lama ada dan kontroversial dalam biosintesis sterol eukariotik,” kata penulis utama dan mahasiswa pascasarjana biokimia Kevin McCarty.
Siklus katalitik semua enzim P450 melibatkan pembentukan dua spesies besi heme aktif—Senyawa 0 dan Senyawa I, yang terakhir terbentuk secara alami dari Senyawa 0—yang penting untuk reaksi yang dikatalisis P450, termasuk metabolisme lanosterol. Meskipun peran senyawa I dalam dua langkah pertama metabolisme lanosterol telah diketahui dengan baik, data yang bertentangan dari laboratorium yang berbeda membuat para ilmuwan tidak jelas apakah P450 51 menggunakan senyawa 0 atau senyawa I untuk melaksanakan langkah terakhir yang penting.
Dengan menggunakan teknik analisis canggih yang awalnya disempurnakan oleh Francis Yoshimoto, mantan postdoc Guengerich, yang melacak penggabungan isotop oksigen yang disebut 18O ke dalam produk reaksi P450, McCarty dan rekan-rekannya adalah orang pertama yang menyarankan bahwa senyawa 0 dan senyawa I mungkin memainkan peran kimia aktif dalam langkah akhir metabolisme lanosterol.
Memang benar, hasil yang disajikan dalam artikel Angewandte Chemie menunjukkan bahwa meskipun senyawa 0 adalah spesies heme utama yang bertanggung jawab atas langkah akhir aksi katalitik P450 51 manusia (~85% dari reaksi), senyawa I masih berperan kecil, dapat diukur. peran (~14% dari reaksi).
Bekerja sama dengan Galina Lepesheva, profesor riset biokimia, para peneliti membandingkan kontribusi relatif masing-masing spesies heme dalam empat enzim P450 51 dari ragi patogen, amuba dan trypanosomes, sejenis parasit, dengan ortolog manusia. Meskipun enzim ragi dan amuba menunjukkan hasil yang serupa dengan protein manusia, hasil enzim trypanosomal menunjukkan perbedaan mekanistik yang menarik: senyawa 0 dan senyawa I mempunyai kontribusi yang kira-kira sama terhadap reaksi.
Hasil ini menambah kedalaman pemahaman kolektif dan mekanistik kami tentang enzim P450, khususnya yang terlibat dalam biosintesis sterol.
“Ini adalah proyek panjang yang memerlukan 17 langkah sintesis kimia, lima enzim P450 51 berbeda yang dimurnikan dari kolaborator kami Prof. Galina Lepesheva, perhatian yang sangat cermat terhadap penggunaan atmosfer 18-oksigen dalam reaksi, massa resolusi tinggi yang canggih. spektrometri, dan kerja keras semua penulis di laboratorium kami,” kata Guengerich. Menurutnya, perhatian timnya terhadap detail memungkinkan untuk “memecahkan sistem ini” dan memberikan analisis yang jelas tentang mekanisme enzim bercabang.
Informasi lebih lanjut:
Kevin D. McCarty dkk., Pelabelan Oksigen-18 mengungkapkan mekanisme campuran Fe-O pada langkah terakhir demetilasi sitokrom P450 51 sterol 14α, Angewandte Chemie Edisi Internasional (2024). DOI: 10.1002/anie.202317711
+ There are no comments
Add yours