Mo nos sistemas biológicos Flashcards
Mo nos sistemas biológicos
- elemento essencial usado como cofator em + de 60 enzimas de eucariontes e procariontes
- sais de molibdato extremamente solúveis em água =>Mo biologicamente acessivel
- EO de Mo2+ a Mo6+ mas: relevantes em sistemas biológicos são Mo4+, Mo5+ e Mo6+. Tem capacidade de efectuar transferências electrónicas entre transportadores de 2 e- (ex NADH) e de 1 e- (ex centros Fe-S e cits)
- A redução do Mo(VI) fortemente acoplada à protonação dos ligandos do metal, tip. Mo=O ou Mo=S para dar Mo-OH ou Mo-SH
- Grupos M=O são lábeis => centro do metal capaz de agir como catalisador para a transferência de átomos de O para/de aceitadores/dadores adequados
Absorção e exportação de Mo
não há Mo livre
quelatado por molibdóforo (~siderofero)
pensa-se que existe, estrutura não det
importado por transportados espeíficos, tpo ABC (dependem de ATP)
dentro da cel, sob forma de molibdato precisam de transporte… às vezes logo incorporados em cofatores, como pterinas!
dps armazenados em prots específicas, ex Mo storage protein (A. Vinelandii) - proteína heterohexomerica (ab)3
formam cobertura proteica, cavidade interior é ocupada por difs tipos de agregados de polioxomoldato (Mo3, covalente Mo8, não-covalente Mo8, Mo5-7)
Proteínas de armazenamento de Mo
No agregado Mo3, cada átomo de Mo coordendado oct por 5 átomos de O e 1 N do grupo imidazol de uma His, Hisα140
Os 3 agregados covalentes e não covalentes Mo8 apresentam uma camada tripla de 2, 4 e 2? MoXn octaedros.
Nos agregados covalentes, o Mo coordena-se pelo N da Hisα156 e O do Gluα129 para além de Os inorganicos
Os agregados não-covalentes Mo8 estão envolvidos com 3 His consecutivas e um metal ionico (provavelmente Mg2+)
O agregado Mo5-7 apresenta densidade não homogénea
Proteínas dependentes de Mo – grupos prostéticos
ver imagens
pterina (duas em baixo), dipterina (no meio), mais elaborado: na nitrogenase (em cima)
Moco- Mo cofactor: 3 famílias (com difs substratos cada...): xantina oxidase sulfito oxidase DMSO redutase (bipterina)
Proteínas dependentes de Mo – Xantina oxidase
monopterina como centro catalítico
(tmb podem ter associados outros centros para transferência de e-, ex que vem de NAD(P)+; centros FeS para condução eletrónica)
catalisam a hidroxilação oxidativa de vários aldeídos e heterociclos aromáticos
alpha, beta, gama –> subunidades difs (heterotrímero) ou difs domínios
xantina oxidase bovina:
ver mec!
Mo6+, ataque nu ao substrato => Mo4+ (pq houve oxidação do substrato) … mec de substituição por H2O para libertar produto… com saída de 2 e- há reoxidação para Mo6+
Proteínas dependentes de Mo – Sulfito oxidase
animais, plantas, bacterias… nitrato redutase faz parte da família…
monopterina, e próxima um centro para receber e-
Mo6+, sulfito liga-se –> sulfato e Mo4+; liberta-se o produto com entrada de H2O… condução de e- para Mo6+ outra vez
Proteínas dependentes de Mo – DMSO reductase
difs complexidades:
só monopterina, tmb centros [4Fe-4S] para doar e-, outras com grupos hemo ex em subunidade membranar –> difs módulos (assim, se reação exergónica pode ajudar a estabelecer potencial de membrana, ou acoplar a reação TD desfavorável…) => SISTEMA MODULAR DE PROTEINAS (outro ex: formato redutase, podem ser solúveis ou associar-se à membrana por subs com hemob/ bombas protónicas…)
redutase = Mo doa e-!
Mo4+, entra DMSO —> reduzido a DMS e ox a Mo6+ –> entrada de 2e- (por NADH/…) (stepwise) –> sai H2O, restauro Mo4+
Proteínas dependentes de Mo – nitrito reductase
centro FeS para rapida condução de e- para fora do centro cat
Mo4+ substituição sai H2O entra NO3- –> red com saída NO2 (nitrous oxide) e Mo6+, com entrada de e- reestabelece-se o estado inicial
sem substrato: forma inativada! cad lat cos liga-se diretamente ao Mo, não através de S inorgânico
Proteínas dependentes de Mo – Nitrogenase
enzima + “marcante” com Mo, em bacterias que estabelecem simbioses com plantas
na fixação de N:
N2 +8e-+16ATP+8H+–> 2NH3 +H2 +16ADP+16P
complexidade nos grupos prostéticos
dímero de heterosubunidades
centro FeS, P cluster, centro com Mo
ATP desfosforilado leva a alteração conformacional que permite a transferência e- (pq seria TD desfavorável)
ver mecanismo!!!
N2 +6e- +6H+ –> 2NH3, entidade (C?) é red?, N libertado e liga-se a Fe+/…?
intermed com estado ferril! permite red de azoto a amónia
