Biotiinisyntaasi
Biotiinisyntaasi on entsyymi, joka katalysoi biotiinin biosynteesin viimeistä vaihetta, jossa detiobiotiinista muodostuu biotiinia. Entsyymiä esiintyy muun muassa useissa bakteereissa, kasveissa ja sienissä. Eläimillä ei entsyymiä ole. Biotiinisyntaasin EC-numero on EC 2.8.1.6.[1][2]
Rakenne ja toiminta
muokkaaBiotiinisyntaasi on rakenteeltaan kahdesta samanlaisesta alayksiköstä muodostuva homodimeeri. Esimerkiksi Escherichia coli -bakteerin entsyymin alayksiköiden molekyylimassa on noin 39 kDa ja koko entsyymin molekyylimassa on 78 kDa. Biotiinisyntaasi on rauta-rikkiproteiini ja sisältää kahdenlaisia raudan ja rikin muodostamia klustereita. Nämä klusterit ovat 2Fe-2S-klusteri, jossa rautaioni on sitoutunut kysteiiniaminohappoihin ja 4Fe-4S-klusteri, joka on muodostunut rauta- ja sulfidi-ioneista. Biotiinisyntaasi tarvitsee koentsyymikseen S-adenosyylimetioniinin. Lisäksi entsyymi vaatii toimiakseen ferredoksiinin tai flavodoksiinin.[1][2][3][4][5]
Biotiinisyntaasi kuuluu niihin harvoihin entsyymeihin, jotka katalysoivat radikaalireaktioita. Entsyymissä rikin lähteenä toimii rauta-rikkiklusteri. Reaktiomekanismin ensimmäisessä vaiheessa entsyymi siirtää elektroneja ferredoksiinilta tai flavodoksiinilta S-adenosyylimetioniilille, josta muodostuu radikaali. Tämä radikaali vastaanottaa detiobiotiinin metyyliryhmältä protonin abstraktioreaktiolla, ja pelkistyy itse metioniiniksi ja 5'-deoksiadenosiiniksi. Näin detiobiotiinista muodostuu radikaali, joka muodostaa sidoksen rauta-rikki-klusterin sulfidi-ionin kanssa. Seuraavassa vaiheessa toinen S-adenosyylimetioniinista muodostunut radikaali ottaa vastaa saman detiobiotiinimolekyylin toiselta metyyliryhmältä protonin, jolloin muodostuu uusi radikaali. Tämäkin radikaali reagoi klusterin sulfidi-ionin kanssa, jolloin muodostuu rikkiä sisältävä heterosyklinen rengasrakenne ja biotiini vapautuu entsyymistä. Prosessissa rauta pelkistyy hapetusluvulta +III hapetusluvulle +II.[1][2][3][4][5]
Lähteet
muokkaa- ↑ a b c EC 2.8.1.6 - biotin synthase Brenda. Viitattu 24.2.2017. (englanniksi)
- ↑ a b c Daniel L. Purich, R. Donald Allison: The Enzyme Reference, s. 126. Academic Press, 2003. ISBN 9780080550817. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 24.2.2017). (englanniksi)
- ↑ a b Tracey Rouault: Iron-Sulfur Clusters in Chemistry and Biology, s. 111–120. Walter de Gruyter, 2014. ISBN 978-3110308327. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 24.2.2017). (englanniksi)
- ↑ a b Art E. Cho,William A. Goddard III: Metalloproteins, s. 64–65. CRC Press, 2015. ISBN 9781439813188. synthase&f=false Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 24.2.2017). (englanniksi)
- ↑ a b Fabrice Rébeillé,Roland Douce: Biosynthesis of Vitamins in Plants, s. 51–54. Academic Press, 2011. ISBN 9780123864796. Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 24.2.2017). (englanniksi)