La galactosa oxidasa como modelo de reactividad en un centro de superóxido de cobre

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Enzimología Enzimología.
• Química bioorgánica Química bioorgánica.

Sus antecedentes:

• La galactosa oxidasa es una enzima de cobre mononuclear involucrada en el metabolismo de los carbohidratos.
• La comprensión de su mecanismo catalítico, en particular la reacción oxidativa, es crucial para los estudios de la función enzimática.
• Estudios anteriores han sugerido varios mecanismos, pero el paso de determinación de la velocidad requiere mayor aclaración.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el paso que determina la velocidad de la media reacción oxidativa de la galactosa oxidasa.
• Para sondear el mecanismo utilizando el sustrato y el disolvente deuterio y los efectos del isótopo O-18.
• Para caracterizar el intermediario reactivo cobre-superoxo y compararlo con enzimas relacionadas.

Principales métodos:

• Ensayos cinéticos de estado estacionario utilizando el consumo de O{\displaystyle O}
• Utilizando 1-O-metil-alfa-D-galactopiranosida como el sustrato del azúcar.
• Medición de los efectos del isótopo de deuterio en el sustrato y el disolvente y de los efectos del isótopo cinético de O-18 en k {\\displaystyle k} /K {\\displaystyle K} /m {\\displaystyle O} (2).

Principales resultados:

• Se confirmó un mecanismo de ping-pong para la reacción.
• Se observó un efecto significativo del isótopo de deuterio en el sustrato (32) para k ((cat) / K ((m) ((S)).
• Un efecto isotópico de deuterio más pequeño (1.6-1.9) y los efectos isotópicos de O-18 (1.0185) en k{\displaystyle k} /K{\displaystyle K} /m{\displaystyle K} /O{\displaystyle O} (2)) indicaron la transferencia de átomos de hidrógeno desde el cofactor al intermedio Cu{\displaystyle Cu} /II) -superoxo como determinante de la velocidad.

Conclusiones:

• La transferencia de átomo de hidrógeno desde el cofactor reducido al intermediario Cu(II) -superoxo es el paso que determina la velocidad en la media reacción oxidativa.
• Los efectos del isótopo O-18 proporcionan evidencia de las especies superoxo reactivas en esta familia de enzimas.
• Existen diferencias fundamentales en la transferencia de hidrógeno durante las semirreacciones reductoras y oxidativas de la galactosa oxidasa.