Кіріспе

Сульфит оксидазасы - ашытқыларды қоспағанда, барлық эукариоттардың митохондрияларындағы фермент. Ол сульфитті сульфатқа окистендіреді және цитохром с арқылы өндірілген электрондарды электронды тасымалдау тізбегіне көшіреді, бұл окистендіретін фосфорилирлеу кезінде АТФ өндіруге мүмкіндік береді. Бұл күкіртті қоспалардың метаболизміне қатысты соңғы қадам және сульфат шығарылады. Сульфит оксидазасы - молибдоптерин кофакторын және гема тобын (жануарлар жағдайында) пайдаланатын металлофермент. Ол цитохром b5 бірі болып табылады және DMSO редуктазасын, ксантин оксидазасын және нитрит редуктазасын қамтитын молибден оксотрансферазаларының ферменттер супер отбасысына жатады. Сүтқоректілерде сульфит оксидазасының экспрессия деңгейі бауырда, бүйректе және жүректе жоғары, ал селезенде, мида, скелет бұлшық еттерінде және қанда өте төмен.

Құрылымы

Гомодимер ретінде сульфит оксидазасында N терминалды домені және C терминалды домені бар екі бірдей кіші бірлік бар. Бұл екі доменді бір-бірімен байланыстыратын он амин қышқылы болады. N терминалды доменде үш жанасатын антипаралель бета-қапшықтар мен бес альфа-перекүліктері бар гемалық кофактор бар. С терминалды доменінде он үш бета-қапшық пен үш альфа-перекселімен қоршалған молибдоптерин кофакторы бар. Молибдоптерин кофакторының цистеиннен алынған күкіртке, пираноптериннен алынған дитиолат пен екі терминал оттегіне байланған Mo ((VI) орталығы бар. Молибденді осы орталықта сульфиттің каталитикалық тотығу процесі жүреді. Молибден орталығын энетиолат арқылы үйлестіретін пираноптерин лиганды. Молибден орталығы шаршы пирамидалық геометрияға ие және ксантин оксидазалар отбасынан оксо тобының жоғары емес, төмен қарай бағытталғандығымен ерекшеленеді.

Белсенді орын және механизм

Сульфит оксидазасының белсенді орнында молибдоптерин кофакторы бар және молибденді +6 (MoVI) ең жоғары тотықтандыру күйінде ұстайды. Ферменттің тотыққан күйінде молибден цистеин тиолаты, молибдоптериннің дитиолен тобы және екі терминал оттегі атомдары (окс) арқылы үйлестіріледі. Сульфитпен әрекеттескенде бір оттегі атомы сульфитке сульфат өндіру үшін беріледі, ал молибден орталығы MoIV-ге екі электронмен азаяды. Су сульфатты ығыстырып, екі протоны (H+) және екі электронын (e−) алып тастағанда белсенді сайт бастапқы күйіне қайта оралады. Бұл оттегі атомдарын алмастыру ферментінің негізгі ерекшелігі - ол алмастырылатын оттегі атомы судан, диоксигеннен емес (O2) пайда болады. Молибденден бірден электрондар гема тобына өтеді, ал гема тобы цитохром с-мен реакцияға келіп, ферментті қайта тотықтайды. Бұл реакциядан алынған электрондар электрон тасымалдау тізбегіне (ЭТЖ) кіреді. Бұл реакция, әдетте, жылдамдықты шектейтін реакция болып табылады. Фермент сульфитпен әрекеттескенде, ол 2 электронға азаяды. Ферменттің редукциясында байқалатын теріс потенциал окистенген күйдің артықшылығын көрсетеді. Mo ферменттер кластарының ішінде сульфит оксидаза ең оңай окистенетін. Дегенмен төмен рН жағдайында тотықтырғыш реакция жылдамдығын шектейді.

Жетіспеушілік

Сульфит оксидазасы азық- түліктегі күкіртті құрайтын цистеин және метионин аминқышқылдарын метаболизмге айналдыру үшін қажет. Функционалды сульфит оксидазасының жетіспеуі сульфит оксидазасының жетіспеушілігі деп аталатын ауруды тудырады. Бұл сирек кездесетін, бірақ өлімге әкелетін ауру жүйке жүйесінің бұзылуына, ақыл-ойдың нашарлауына, дене мүкіс бұзылуына, мидың бұзылуына және өлімге әкеледі. Функционалды сульфит оксидазасының жетіспеуінің себептері - молибдоптерин кофакторының болмауы мен ферменттегі нүктелік мутацияларға әкелетін генетикалық ақау. G473D мутациясы адам сульфит оксидазасындағы димеризация мен катализді бұзады.