Кофактор F430
 | |
| Идентификаторы | |
|---|---|
3D model ( JSmol ) | |
| ЧЭБИ | |
| ХимическийПаук | |
ПабХим CID | |
| Характеристики | |
| С 42 ч. 51 Н 6 НиО − 13 | |
| Молярная масса | 906.58014 |
| Появление | Желтое твердое вещество |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
F 430 является кофактором (иногда называемым коферментом) фермента метилкофермента М-редуктазы (MCR). [1] [2] MCR катализирует реакцию EC 2.8.4.1 , в результате которой на заключительной стадии метаногенеза выделяется метан :
- СН
3 –S–CoM + HS–CoB → CH
4 + CoB–S–S–CoM
 |  |
Встречается только у метаногенных архей. [3] и анаэробные метанотрофные археи. В относительно высоких концентрациях он встречается у архей, участвующих в обратном метаногенезе: они могут содержать до 7% по массе белка никеля. [4]
Структура
[ редактировать ]Тривиальное название кофактору F 430 было присвоено в 1978 году на основании свойств желтого образца, выделенного из Methanobacterium thermoautotropicum , который имел спектроскопический максимум при 430 нм. [5] Он был идентифицирован как кофактор MCR в 1982 году. [6] и полная структура была установлена с помощью рентгеновской кристаллографии и ЯМР-спектроскопии . [7] Коэнзим F 430 содержит восстановленный порфирин в макроциклической кольцевой системе, называемой корфином. [8] Кроме того, он обладает двумя дополнительными кольцами по сравнению со стандартным тетрапирролом (кольца AD), имеющим γ-лактамное кольцо E и кетосодержащее карбоциклическое кольцо F. Это единственный природный тетрапиррол, содержащий никель , элемент, редко встречающийся в биологических соединениях. системы. [9]
Биосинтез
[ редактировать ] |  |  |
Биосинтез строится из уропорфириногена III , предшественника всех природных тетрапирролов, включая хлорофилл, витамин B 12 , фикобилины, сирогема, гем и гем d 1 . Он превращается в сирогидрохлорин через дигидросирогидрохлорин . [10] Введение никеля в этот тетрапиррол катализируется в реакции EC 4.99.1.11 той же хелатазой , CbiX которая вводит кобальт в биосинтез кобаламина , образуя при этом никель(II)-сирогидрохлорин. [11]
АТФ-зависимая Ni-сирогидрохлорин-a,c-диамидсинтаза (CfbE) затем превращает a и c боковые цепи ацетата в ацетамид в реакциях EC 6.3.5.12 , образуя никель(II)-сирогидрохлорин a , c -диамид. Последовательность двух амидирований случайна. [11] Двухкомпонентный комплекс Ni-сирогидрохлорин-a,c-диамид-восстановительная циклаза (CfbCD) осуществляет 6-электронное и 7-протонное восстановление кольцевой системы в реакции EC 6.3.3.7 с образованием 15,17 3 - секо -Ф 430 -17 3 -кислота ( секо -F 430 ) промежуточный продукт. Восстановление включает гидролиз АТФ, и электроны передаются через два центра 4Fe-4S. На заключительном этапе кетосодержащее карбоциклическое кольцо F образуется с помощью АТФ-зависимого фермента кофермента F(430) синтетазы (CfbB) в реакции EC 6.4.1.9 , образуя кофермент F 430 . [11] [12] [13] Этот фермент представляет собой MurF-подобную лигазу , обнаруженную при биосинтезе пептидогликана .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Стивен В., Рэгдейл (2014). «Биохимия метилкофермента М-редуктазы: никелевый металлофермент, который катализирует заключительный этап синтеза и первый этап анаэробного окисления метана парникового газа». Питер М. Х. Кронек и Марта Э. Соса Торрес (ред.). Металлоориентированная биогеохимия газообразных соединений в окружающей среде . Ионы металлов в науках о жизни. Том. 14. Спрингер. стр. 125–145. дои : 10.1007/978-94-017-9269-1_6 . ISBN 978-94-017-9268-4 . ПМИД 25416393 .
- ^ Хофер, Урсула (2016). «Мастера метана» . Обзоры природы Микробиология . 14 (12): 727. doi : 10.1038/nrmicro.2016.170 . ПМИД 27818502 . S2CID 35175663 .
- ^ Тауэр РК (1998). «Биохимия метаногенеза: дань уважения Марджори Стивенсон» . Микробиология . 144 (9): 2377–2406. дои : 10.1099/00221287-144-9-2377 . ПМИД 9782487 .
- ^ Крюгер М., Мейердиркс А., Глёкнер Ф.О. и др. (декабрь 2003 г.). «Заметный белок никеля в микробных матах, которые анаэробно окисляют метан». Природа . 426 (6968): 878–81. Бибкод : 2003Natur.426..878K . дои : 10.1038/nature02207 . ПМИД 14685246 . S2CID 4383740 .
- ^ Гунсалус, РП; Вулф, Р.С. (1978). «Хромофорные факторы F342 и F430 Methanobacterium thermoautotropicum» . Письма FEMS по микробиологии . 3 (4): 191–193. дои : 10.1111/j.1574-6968.1978.tb01916.x .
- ^ Эллефсон, WL; Уитмен, ВБ; Вулф, Р.С. (1982). «Никельсодержащий фактор F430: хромофор метилредуктазы метанобактерий» . Труды Национальной академии наук . 79 (12): 3707–3710. Бибкод : 1982PNAS...79.3707E . дои : 10.1073/pnas.79.12.3707 . ПМК 346495 . ПМИД 6954513 .
- ^ Фербер Г, Келлер В, Кратки С, Яун Б, Пфальц А, Спиннер С, Кобелт А, Эшенмозер А (1991). «Коэнзим F 430 из метаногенных бактерий: полное определение конфигурации на основе рентгеновского анализа пентаметилового эфира 12,13-диэпи-F430 и данных ЯМР-спектроскопии». Helvetica Chimica Acta . 74 (4): 697–716. дои : 10.1002/hlca.19910740404 .
- ^ Эшенмозер, А. (1986). «Химия корфиноидов». Анналы Нью-Йоркской академии наук . 471 (1 Международный): 108–129. Бибкод : 1986NYASA.471..108E . дои : 10.1111/j.1749-6632.1986.tb48030.x . S2CID 83719424 .
- ^ Джонсон, Майкл К.; Скотт, Роберт А. (2 октября 2017 г.). Сборка активного сайта металлопротеина . Уайли. ISBN 9781119159834 .
- ^ Муха, Гельмут; Келлер, Эберхард; Вебер, Ганс; Лингенс, Франц; Трёш, Вальтер (7 октября 1985 г.). «Сирогидрохлорин, предшественник биосинтеза фактора F430 у Methanobacterium thermoautotropicum» . Письма ФЭБС . 190 (1): 169–171. дои : 10.1016/0014-5793(85)80451-8 .
- ^ Перейти обратно: а б с Мур, Саймон Дж.; Сова, Свен Т.; Шухардт, Кристофер; Дири, Эвелин; Лоуренс, Эндрю Д.; Рамос, Хосе Васкес; Биллиг, Сьюзен; Биркемейер, Клаудия; Чиверс, Питер Т.; Ховард, Марк Дж.; Ригби, Стивен Э.Дж.; Слой, Гунхильд; Уоррен, Мартин Дж. (2017). «Выяснение биосинтеза метана, катализатора кофермента F430» . Природа . 543 (7643): 78–82. Бибкод : 2017Природа.543...78М . дои : 10.1038/nature21427 . ПМЦ 5337119 . ПМИД 28225763 .
- ^ Чжэн, Кайюань; Нго, Фонг Д.; Оуэнс, Виктория Л.; Ян, Сюэ-Пэн; Мансурабади, Стивен О. (2016). «Путь биосинтеза кофермента F430 у метаногенных и метанотрофных архей» . Наука . 354 (6310): 339–342. Бибкод : 2016Sci...354..339Z . дои : 10.1126/science.aag2947 . ПМИД 27846569 .
- ^ Р. Каспи (9 января 2017 г.). «Путь: биосинтез фактора 430» . База данных метаболических путей MetaCyc . Проверено 27 апреля 2020 г.