Пирролохинолинхинон
| |
| Имена | |
|---|---|
| Систематическое название ИЮПАК
4,5-Диоксо-4,5-дигидро-1 H -пирроло[2,3- f ]хинолин-2,7,9-трикарбоновая кислота | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| 3596812 | |
| КЭБ | |
| ХЭМБЛ | |
| ХимическийПаук | |
| Лекарственный Банк | |
| Номер ЕС |
|
| 56633 | |
| КЕГГ | |
| МеШ | PQQ+Кофактор |
ПабХим CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 14 Н 6 Н 2 О 8 | |
| Молярная масса | 330.208 g·mol −1 |
| Плотность | 1,963 г/см 3 |
| Опасности | |
| точка возгорания | 569,8 ° C (1057,6 ° F; 842,9 К) |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Пирролохинолинхинон ( PQQ ), также называемый метоксатином , является окислительно-восстановительным кофактором и антиоксидантом . [ 1 ]
Хинопротеинглюкозодегидрогеназа используется в качестве сенсора глюкозы у бактерий. PQQ стимулирует рост бактерий. [ 2 ]
История
[ редактировать ]Он был открыт Дж. Г. Хауге как третий окислительно-восстановительный кофактор после никотинамида и флавина у бактерий (хотя он предположил, что это нафтохинон ). [ 3 ] Энтони и Затман также обнаружили неизвестный окислительно-восстановительный кофактор в алкогольдегидрогеназе . В 1979 году Солсбери и его коллеги [ 4 ] а также Дуйне и его коллеги [ 5 ] выделил эту простетическую группу из метанолдегидрогеназы метилотрофов и определил ее молекулярную структуру. Адачи и его коллеги обнаружили, что PQQ также обнаружен в Acetobacter . [ 6 ]
Биосинтез
[ редактировать ]Новым аспектом PQQ является его биосинтез в бактериях из транслируемого рибосомами пептида-предшественника PqqA ( UniProt P27532 ). [ 7 ] Глутаминовая кислота и тирозин в PqqA сшиваются SAM радикальным ферментом PqqE ( P07782 ) с помощью PqqD ( P07781 ) на первом этапе модификации PqqA. [ 8 ] Затем протеаза высвобождает молекулу Glu-Tyr из пептидного остова. PqqB ( P07779 ) окисляет положения 2 и 3 тирозинового кольца, образуя хинон, который быстро превращается в AHQQ, завершая пиридиновое кольцо. PqqC ( P07780 ) затем образует последнее пиррольное кольцо. [ 9 ]
Усилия по пониманию биосинтеза PQQ способствовали широкому интересу к радикальным ферментам SAM и их способности модифицировать белки, и с тех пор был обнаружен аналогичный фермент-зависимый путь радикального SAM, который продуцирует предполагаемый переносчик электронов микофактоцин с использованием валина и тирозина из пептид-предшественник MftA ( P9WJ81 ). [ 8 ]
Роль в белках
[ редактировать ]Хинопротеины обычно включают кофактор в уникальную шестилопастную структуру. [ 10 ] бета-ствольная конструкция. Некоторые примеры также имеют простетическую группу гема C и называются хиногемопротеинами. [ 11 ] Хотя хинопротеины в основном встречаются у бактерий, Coprinopsis cinerea (гриб) было показано, что пиранозодегидрогеназа использует PQQ в своей кристаллической структуре. [ 10 ]
PQQ также необходим в некоторых других эукариотических белках, хотя и не в качестве прямого переносчика электронов. млекопитающих Лактатдегидрогеназа требует для работы PQQ, но использует НАДН в качестве прямого окислительно-восстановительного кофактора. Похоже, он ускоряет реакцию, катализируя окисление НАДН посредством окислительно-восстановительного цикла. [ 12 ]
Споры относительно роли витамина
[ редактировать ]Научный журнал Nature опубликовал в 2003 году статью Касахара и Като, в которой по сути утверждалось, что PQQ является новым витамином, а в 2005 году — статью Энтони и Фелтона, в которой говорилось, что в статье Касахара и Като 2003 года были сделаны неверные и необоснованные выводы. [ 13 ] В статье Брюса Эймса в «Записках Национальной академии наук» в 2018 году пирролохинолинхинон назван «витамином долголетия», не необходимым для немедленного выживания, но необходимым для долгосрочного здоровья. [ 14 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вэнь Х, Хэ Ю, Чжан К, Ян Х, Хао Д, Цзян Ю, Хэ Б. Мини-обзор: Функции и механизмы действия PQQ при остеопорозе и нейротравмах. Curr Stem Cell Res Ther . 2020;15(1):32-36. дои : 10.2174/1574888X14666181210165539 ПМИД 30526470
- ^ Амэяма М, Мацусита К, Синагава Э, Хаяси М, Адачи О (1988). «Пирролохинолинхинон: выведение метилотрофами и стимуляция роста микроорганизмов». Биофакторы . 1 (1): 51–3. ПМИД 2855583 .
- ^ Хауге Дж.Г. (1964). «Глюкозодегидрогеназа бактерии anitratum: фермент с новой простетической группой» . J Биол Хим . 239 (11): 3630–9. дои : 10.1016/S0021-9258(18)91183-X . ПМИД 14257587 .
- ^ Солсбери С.А., Форрест Х.С., Круз В.Б., Кеннард О. (1979). «Новый кофермент бактериальных первичных алкогольдегидрогеназ». Природа . 280 (5725): 843–4. Бибкод : 1979Natur.280..843S . дои : 10.1038/280843a0 . ПМИД 471057 . S2CID 3094647 .
- ^ Вестерлинг Дж., Фрэнк Дж., Дуин Дж.А. (1979). «Простетическая группа метанолдегидрогеназы из Hyphomicrobium X: доказательства электронного спинового резонанса хиноновой структуры». Биохимия Биофиз Рес Коммьюнити . 87 (3): 719–24. дои : 10.1016/0006-291X(79)92018-7 . ПМИД 222269 .
- ^ Амэяма М, Мацусита К, Оно Ю, Синагава Э, Адачи О (1981). «Существование новой простетической группы, PQQ, в мембраносвязанных, связанных с транспортировкой электронов, первичных дегидрогеназах окислительных бактерий» . ФЭБС Летт . 130 (2): 179–83. дои : 10.1016/0014-5793(81)81114-3 . ПМИД 6793395 .
- ^ Гусен Н., Хуйнен Р.Г., ван де Путте П. (1992). «Полипептид, состоящий из 24 аминокислот, необходим для биосинтеза кофермента пирроло-хинолин-хинона» . J Бактериол . 174 (4): 1426–7. дои : 10.1128/jb.174.4.1426-1427.1992 . ПМК 206443 . ПМИД 1310505 .
- ^ Перейти обратно: а б Хафт Д.Х. (2011). «Биоинформатические доказательства широко распространенного, продуцируемого рибосомами предшественника переносчика электронов, его белков созревания и его окислительно-восстановительных партнеров никотинопротеина» . БМК Геномика . 12:21 . дои : 10.1186/1471-2164-12-21 . ПМК 3023750 . ПМИД 21223593 .
- ^ Чжу, В; Клинман, JP (декабрь 2020 г.). «Биогенез окислительно-восстановительного кофактора пирролохинолинхинона, производного от пептидов» . Современное мнение в области химической биологии . 59 : 93–103. дои : 10.1016/j.cbpa.2020.05.001 . ПМЦ 7736144 . ПМИД 32731194 .
- ^ Перейти обратно: а б Такеда, К; Исида, Т; Ёсида, М; Самедзима, М; Оно, Х; Игараси, К; Накамура, Н. (15 декабря 2019 г.). «Кристаллическая структура каталитического и цитохромного b доменов в эукариотической пирролохинолинхинон-зависимой дегидрогеназе» . Прикладная и экологическая микробиология . 85 (24). Бибкод : 2019ApEnM..85E1692T . дои : 10.1128/АЕМ.01692-19 . ПМЦ 6881789 . ПМИД 31604769 .
- ^ Мацусита, К; Тояма, Х; Ямада, М; Адачи, О (январь 2002 г.). «Хинопротеины: структура, функции и биотехнологические применения». Прикладная микробиология и биотехнология . 58 (1): 13–22. дои : 10.1007/s00253-001-0851-1 . ПМИД 11831471 . S2CID 12469203 .
- ^ Акагава, М; Минемацу, К; Сибата, Т; Кондо, Т; Исии, Т; Учида, К. (27 мая 2016 г.). «Идентификация лактатдегидрогеназы как белка, связывающего пирролохинолинхинон (PQQ) млекопитающих» . Научные отчеты . 6 : 26723. Бибкод : 2016NatSR...626723A . дои : 10.1038/srep26723 . ПМЦ 4882622 . ПМИД 27230956 .
- ^ Фелтон Л.М., Энтони С. (2005). «Биохимия: роль PQQ как кофактора фермента млекопитающих?» . Природа . 433 (7025): E10, обсуждение E11–2. Бибкод : 2005Natur.433E..10F . дои : 10.1038/nature03322 . ПМИД 15689995 . S2CID 4370935 .
- ^ Эймс, Брюс (15 октября 2018 г.). «Продление здорового старения: витамины и белки долголетия» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 115 (43): 10836–10844. Бибкод : 2018PNAS..11510836A . дои : 10.1073/pnas.1809045115 . ПМК 6205492 . ПМИД 30322941 .
- ^ «L-аминоадипат-полуальдегиддегидрогеназа (Homo sapiens)» . БРЕНДА . Технический университет Брауншвейга. июль 2015 года . Проверено 18 июля 2015 г.
- ^ «Пирролохинолинхинон (HMDB13636)» . База данных метаболомов человека . Университет Альберты . Проверено 19 июля г. 2015 со ссылкой на:
- PMID 2558842 : «Ферменты, содержащие PQQ, называются хинопротеинами. PQQ и хинопротеины играют роль в окислительно-восстановительном метаболизме и структурной целостности клеток и тканей».
- PMID 12712191 : «Сообщалось, что аминоадипат-полуальдегиддегидрогеназа (AASDH) также может использовать PQQ в качестве кофактора, что позволяет предположить возможность того, что PQQ является витамином у млекопитающих».