Download Presentación de oxidasas

Hola, estoy en busca de
electrones para mi
amigo oxígeno!
Oxidasa
Paloma Monroig
Elane Rivera
Roxanne Almodóvar
William Serrano
Hector Rodriguez
Juan Nieves
Jean C. Seda
GRUPO 1
-Definición y Características de las Oxidasas
-Ejemplos Generales y su importancia fisiológica
-Familias específicas
* Citocromo-oxidasas (mecanismo)
* Amino-oxidasas (estructura)
* Glucosa-oxidasas (reacción química)
* Sulfidril-oxidasas (ejemplo)
-Citocromo P450
-Mecanismo General de una Oxidasa
-Prueba bioquímica
Es una sub-clase de oxidoreductasa que cataliza una
reacción REDOX que envuelve oxígeno molecular (O2)
como el aceptador final de electrones.
Las oxidasas reducen oxígeno a uno de los siguientes:
-Agua
-Peróxido de hidrógeno
-Superóxido (o especies tóxicas)
Óxido
-Las bacterias pueden tener más de una oxidasa.
-Las oxidasas son expresadas bajo distintas condiciones de
crecimiento.
-Difieren entre sí de acuerdo a su afinidad por:
* Oxígeno molecular
* Inhibidores
* Actividad realizada para bombear protones.
- Por ser parte de las reacciones metabólicas que oxidan y
degradan nutrientes y sustancias complejas a otras más
simples, son catabólicas (fase desasimilativa).
Oxidasa
Citocro
mo
Amino
Lysil
Arsenite
Localización
Anclada en la
membrana
interna
Importancia Fisiológica
Participa en respiración celular y
en cadena de transporte de
electrones.
Metabolismo celular y
Periplasma y/o extracelular de aminas. Proveen
Citoplasma una ruta para la asimilación de N y
C de fuentes de aminas inusuales.
Participa en la formación y reparo
de matriz extracelular mediante la
oxidación de residuos de lisina en
Enzima
elastina y colágeno. Estabilizan
extracelular
proteínas fibrosas. Su capacidad
catalítica depende de un cofactor
de cobre y de carbonilo.
Anclada a la
membrana
Reguladores responsables de
diversas transformaciones de As,
en particular la reducción,
oxidación y metilación, todo lo
cual contribuye en el transporte y
los ciclos biogeoquímicos de As
Microorganismos que la Poseen
Pseudomonas, Pasteurella, Neisseria,
Aeromonas, Vibrio, Campylobacter, Brucella,
Acinetobacter, Moraxella, Agrobacterium,
Bordetella, Flavobacterium, Achromobacter,
Micrococcus, Alcaligenes, Plesiomonas,
Legionella, Escherichia coli.
Arthrobacter globiformis, Escherichia coli
Pichia pastoris
Alcaligenes faecalis, Aeropyrum pernix,
Sulfolobus tokodaii, Chloroflexus aurantiacus
Laccaselike
multicop
per
Sulfito
Enzima
extracelular
Oxidación de substratos, tales
como fenoles, diaminas y metales, Agrmyces salentinus, Sinorhizobium morelense,
en adición a la reducción de O2 a
Saccharomyces cerevisae
H2O.
Anclada a la
membrana
Cataliza la reacción de SO3-2 a SO4-3
con el ferricitocromo c como el
aceptador de electrones.
Anclada a la
Participa en la respiración de
membrana.
hidrógeno y es un cargador entre
Membrana
NADH, las succionato
plasmática,
deshidrogenasas y el sistema de
Ubiquin
lisosomas,
citocromos. Es importante para la
ol
retículo
transportación lineal de
endoplásmico
electrones a través de la
y aparato de
membrana y la translocación de
Golgi.
Hi
Aspergillus nidulans
Escherichia coli, Gluconobacter suboxydans,
Photobacterium phosphoreum, Acetobacter
aceti, Paracoccus denitrificans, Sulfolobus
acidocaldarius, Bacillus subtilis, Brucella suis
Citocromo oxidasas
• Superfamilia COX se encuentra en bacterias,
archeas y eucariotas.
• Clases principales:
▫ Citocromo c oxidasa
 Citocromo aa3
 Citocromo caa3
 Citocromo co
(2 grupos hemos a)
(2 grupos hemos a y un grupo hemo c)
(1 grupo hemos c y otro b)
▫ Quinol oxidasa




Citocromo o
Citocromo d
Citocromo a1
Citocromo aa3
(hemo b y hemo c)
(hemo b y hemo d)
(hemo b y hemo a)
(2 grupos hemos a)
Citocromo C oxidasa
Paracoccus
denitrificans
Cyt c
H+
4e-
H+
4e-
H+
I
OUT
H+
a
e-4e-
a3
Cu B
4H+
IN
II
02
H+
H+
H+
H+
ATP
ADP + Pi
H+
H+
H+
H+
Quinol oxidasa
H+
H+
Escherichia
coli
b
4eH+
I
4e-
OUT
H+
d
b
4H+
02
IN
II
H+
ATP
ADP + Pi
No hay una bomba de
protones
No utiliza cobre
Quinol oxidasa bo3
H+
Escherichia
coli
H+
4e-
H+
H+
H+
H+
H+
I
OUT
H+
b
4e-
a3 Cu B
4H+
02
IN
II
No utiliza cobre
H+
ATP
ADP + Pi
H+
H+
H+
H+
• Son enzimas reguladoras que catalizan la oxidación de un
amplio rango de aminas biogénicas incluyendo muchos
neurotransmisores, histamina y aminas xenobióticas.
“flavin-containing
monoamine oxidases”
“copper-containing
amine oxidases ”
(mayormente estudiada en
eucariotas)
(identificada en bacterias,
levaduras, filamentos de
hongos, plantas y
animales).
Amino-oxidasas:
En procariotas y algunos eucariotas, esta enzima provee una ruta para la
utilización de varios sustratos amínicos proveídos por fuentes de nitrógeno y
carbono.
Estructura :
-Proteína dimérica que cataliza la oxidación de betaD-glucosa a D-glucono-1,5-lactona, que luego se
hidroliza a ácido glucónico.
-Se extrae comúnmente de Aspergillus niger.
-Utilizada en biosensores para detectar los niveles de
glucosa y conocer el número de electrones pasados
por la enzima, midiendo la diferencia en carga
conectando un electrodo.
Reacción que cataliza la enzima glucosa oxidaza
-Proteínas recien sintetizadas en el periplasma son
quienes le donan los electrones.
-Luego pasan los electrones a la cadena de transporte
en la membrana interna (y finalmente a oxígeno).
-Las reacciones REDOX de estas proteínas permiten
la adquisición de conformaciones funcionales de
proteínas periplásmicas.
Sulfidril oxidasa Erv1 (puede estar presente en virus, hongos, plantas o
animales)
Herrmann, JM 2007; et al.
• El citocromo P-450 es una hemoproteína con un grupo hemo
(Fe-protoporfirina IX) como grupo prostético y que se encuentra
en numerosas especies.
• Es el principal responsable del metabolismo oxidativo de los
xenobióticos (compuesto q el organismo no puede degradar).
• En la reacción tipica catalizada por el citocromo P450, la
monooxigenasa incorpora un átomo de oxígeno a un sustrato.
Se resume en:
RH + NADPH + H+ + O2 -> ROH + NADP+ + H2O
MECANISMO GENERAL:
• Cuando la oxidasa pasa los electrones a oxígeno, los mismos no
se incorporan sustrato orgánico, en cambio oxígeno acepta los
electrones que han sido donados por sustratos orgánicos y
pasados por otros intermediarios para convertirlo en 1 de 3
productos.
O2
=
Donante
Óxido
Oxidasa
Prueba Bioquímica: Oxidasa

Determina la presencia de enzimas oxidasas
Principio de la Prueba:
Citocromo C oxida al aceptador artificial de electrones de tetrametil pfenilenediamina (al 1%).
Procedimiento:
- Método en placa directa
Agregar directamente 2-3 gotas de reactivo sin inundar todo el
estriado.
Con el reactivo se produce en unos 10-15
segundos color violeta.
Principio de la Prueba:
Citocromo C oxida al aceptador artificial de electrones del Reactivo de Kovac
(tetramethyl p-fenilenediamina)
Procedimiento:
- Método en placa directa
Agregar directamente 2-3 gotas de reactivo a algunas colonias. Sin
inundar toda la placa y no invertirla.
Observar los cambios de color. Con el reactivo de Kovacs la reacción se
produce en unos 10-15 segundos (color violeta).
Relevancia Energética
• La presencia de oxidasa se utiliza como
característica fisiológica de identificación de
cepas bacterianas.
• La prueba bioquímica de oxidasas determina si
una bacteria produce citocromo oxidasas, por lo
cual determina si utiliza oxígeno con una cadena
de transporte de electrones.
Accésalo en el blog del grupo 1:
MIKROMINDS
grupo1fismic.wordpress.com
REFERENCIAS
MR Parsons, MA Cvery, CM Wilmot, KDS Yadav, V Blakeley, AS Corner, SEV
Phillips, MJ McPherson, PF Knowles. Crystal structure of a quinoenzyme: copper amine oxidase of
Escherichia coli at 2 å resolution. Structure. Pages 1171-1184
Groemping Y., Rittinger K. 20005. Activation and assembly of the NADPH oxidase: a
structural perspective. The Biochemical Society, London. 386(Pt 3): 401–416
Hermann JM and Köhl R. Catch me if you can! Oxidative protein trapping
in the intermembrane space of mitochondria. The Journal of Cell Biology. 2007 Feb; 176 (5): 559563.
Jalkanen S., Salmi M. 2001. Cell surface monoamine oxidases: enzymes in search of a
function. European Molecular Biology Organization; 20(15): 3893–3901
Santini J. M., vanden Hoven R. N. 2004. Molybdenum-Containing Arsenite Oxidase of the
Chemolithoautotrophic Arsenite Oxidizer NT-26. American Society for Microbiology. 186(6): 1614–1619
Soballe B., Poole R. K. 1999. Microbial ubiquinones: multiple roles in respiration, gene regulation
and oxidative stress management. Microbiology, 145, 1817-1830