Кіріспе

Молибдоптериндер - молибденді және вольфрамды құрайтын ферменттердің көпшілігінде кездесетін кофакторлар класы. Молибдоптериннің синонимдері: МПТ және пираноптерин дитиолат. Бұл биомолекуланың номенклатурасы шатастыратын болуы мүмкін: Молибдоптериннің өзінде молибден жоқ; керісінше, бұл белсенді металлмен байланысатын лигандтың (птириннің) атауы. Молибдоптерин молибденмен комплекстелгеннен кейін толық лиганд әдетте молибден кофакторы деп аталады. Молибдоптерин пираноптериннен тұрады, бұл пиранды птерин сақинасына біріктірген пиранды қамтитын күрделі гетероцикл. Сонымен қатар, пиран сақинасында молибдо және вольфрам ферменттерінде лиганд ретінде қызмет ететін екі тиолат бар. Кейбір жағдайларда алкил фосфат тобы алкил дифосфат нуклеотидімен ауыстырылады. Молибдоптерин кофакторын құрайтын ферменттерге ксантин оксидазасы, ДМСО редуктазасы, сульфит оксидазасы және нитрат редуктазасы жатады. Молибдоптериндер жоқ молибденді құрайтын ферменттер - нитрогеназалар (азотты бекітетін ферменттер). Олардың құрамында темір күкірт орталығы бар, ол да молибденді қамтиды.

Биосинтез

Көптеген басқа кофакторлардан айырмашылығы, молибден кофакторы (Moco) қоректік зат ретінде қабылдана алмайды. Осылайша кофактор жаңадан биосинтезін қажет етеді. Молибден кофакторы биосинтезі төрт сатыда жүзеге асады: (i) нуклеотидтің, гуанозин трифосфатының (GTP) радикалдық медиацияланған циклизациясы (8S) - 3',8'-цикло-7,8'-дигидрогуанозин 5'-трифосфатына (3',8'-cH2GTP), (ii) циклдік пираноптирин монофосфатының (cPMP) 3',8'-cH2GTP-ден түзілуі, (iii) cPMP-нің молибдоптиринге (MPT) түрленуі, (iv) молибдаттың MPT-ге Моко түрінде енгізілуі. Бұл аралық пираноптерин одан кейін тағы үш ферменттің әсерімен молибдоптеринге айналады. Бұл түрлендіруде энедитиолат пайда болады, бірақ күкірттегі алмастырғыштар белгісіз. Күкірт цистеинилперсульфидтен темір күкірт ақуыздарының биосинтезін еске түсіретін тәсілмен жеткізіледі. Монофосфат аденолирленеді (АДФ-мен жұптасады) Mo немесе W-мен байланысу бағытындағы кофакторды белсендіретін қадамда. Бұл металдар олардың оксианиондары, молибдат және вольфрамтаты ретінде импортталады. Кейбір ферменттерде, мысалы, ксантин оксидазасында металл бір молибдоптеринге байланады, ал басқа ферменттерде, мысалы, DMSO редуктазасында металл екі молибдоптерин кофакторына байланады. Молибдоптеринді ферменттердің белсенді орындарын анықтау модельдері дитиолендер деп аталатын лигандтар класына негізделген.

Вольфрам туындылары

Кейбір бактериялық оксидоредуктазалар вольфрамды молибденге ұқсас тәсілмен, оны молибдоптермен вольфрам птерин кешенінде пайдаланады. Осылайша, молибдоптерин молибденмен немесе вольфраммен кешендесуі мүмкін. Тонгстен ферменттерді пайдалана отырып, әдетте еркін карбоксил қышқылдарын альдегидтерге дейін қайтарады. Тұңғыш рет табылған вольфрам ферментінің пайда болуына селеннің де (қалай пайда болғаны белгісіз) болуы керек. Бұл жағдайда вольфрам-селен жұбы ферменттерді қажет ететін кейбір молибден кофакторының молибден күкірт жұбымен ұқсас жұмыс істейді деп болжанады. Бактериялардан алынған ксантин дегидрогеназасы бар вольфрам құрамында вольфрам молибдоптерині және ақуызға байланбаған селен бар екені анықталса да (осылайша селенцистеин немесе селенометионин түріндегі селен болуы мүмкін емес), вольфрам селен молибдоптерині кешені нақты сипатталмаған.

Молибдоптеринді пайдаланатын ферменттер

Молибдоптеринді кофактор немесе протездік топ ретінде пайдаланатын ферменттер төменде берілген. Молибдоптерин: Ксантин оксидазасының, DMSO редуктазасының, сульфит оксидазасының, нитрат редуктазасының, этилбензол дегидрогеназасының, глицеральдегид 3 фосфат ферродоксин оксидоредуктазасының, респираторлық арсенатты редуктазаның, көміртектек тотығын дегидрогеназасының, альдегид оксидазасының кофакторы. Протездік топ: формат дегидрогеназасы, пурин гидроксилазасы, тиосульфат редуктазасы.