Paloma Monroig

Elane Rivera

Roxanne Almodóvar

William Serrano

Hector Rodriguez

Juan Nieves

Jean C. Seda

Oxidasa

Hola, estoy en busca de electrones para mi amigo oxígeno!

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 Localización Importancia Fisiológica Microorganismos que la Poseen

Citocromo

Anclada en la membrana

interna

Participa en respiración celular y en cadena de transporte de

electrones.

Pseudomonas, Pasteurella, Neisseria, Aeromonas, Vibrio, Campylobacter, Brucella,

Acinetobacter, Moraxella, Agrobacterium, Bordetella, Flavobacterium, Achromobacter,

Micrococcus, Alcaligenes, Plesiomonas, Legionella, Escherichia coli.

AminoPeriplasma y/o

Citoplasma

Metabolismo celular y extracelular de aminas. Proveen

una ruta para la asimilación de N y C de fuentes de aminas inusuales.

Arthrobacter globiformis, Escherichia coli

LysilEnzima

extracelular

Participa en la formación y reparo de matriz extracelular mediante la oxidación de residuos de lisina en

elastina y colágeno. Estabilizan proteínas fibrosas. Su capacidad

catalítica depende de un cofactor de cobre y de carbonilo.

Pichia pastoris

ArseniteAnclada 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

Alcaligenes faecalis, Aeropyrum pernix, Sulfolobus tokodaii, Chloroflexus aurantiacus

Laccase- Oxidación de substratos, tales

Laccase-like

multicopper

Enzima extracelular

Oxidación de substratos, tales como fenoles, diaminas y metales, en adición a la reducción de O2 a

H2O.

Agrmyces salentinus, Sinorhizobium morelense,Saccharomyces cerevisae

SulfitoAnclada a la membrana

Cataliza la reacción de SO3-2 a SO4

-3

con el ferricitocromo c como el aceptador de electrones.

Aspergillus nidulans

Ubiquinol

Anclada a la membrana. Membrana plasmática, lisosomas,

retículo endoplásmico y aparato de

Golgi.

Participa en la respiración de hidrógeno y es un cargador entre

NADH, las succionatodeshidrogenasas y el sistema de

citocromos. Es importante para la transportación lineal de electrones a través de la

membrana y la translocación de Hi

Escherichia coli, Gluconobacter suboxydans, Photobacterium phosphoreum, Acetobacteraceti, 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 (2 grupos hemos a)

Citocromo caa3 (2 grupos hemos a y un grupo hemo c)

Citocromo co (1 grupo hemos c y otro b)

▫ Quinol oxidasa

Citocromo o (hemo b y hemo c)

Citocromo d (hemo b y hemo d)

Citocromo a1 (hemo b y hemo a)

Citocromo aa3 (2 grupos hemos a)

Cyt c

4e-

4e-

ae-4e-

a3

Cu B

H+

H+

H+

02

H+

4H+

H+H+H+

H+H+H+

H+H+ADP + Pi

II

I

IN

OUT

ATP

Citocromo C oxidasa

H+

H+

H+

H+

Paracoccus

denitrificans

4e-

4e-

bd

H+

02

H+

H+

H+

ADP + Pi

II

I

IN

OUT

ATP

Quinol oxidasa

b

Escherichia

coli

No hay una bomba de protones

No utiliza cobre

H+

4H+

4e-

a3

H+

02

H+

H+

H+

ADP + Pi

II

I

IN

OUT

ATP

Quinol oxidasa bo3 Escherichia

coli

No utiliza cobre

H+

4H+

H+H+H+

H+H+H+H+

H+H+H+

H+H+H+H+

Cu B

4e- b

• 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”

(mayormente estudiada en eucariotas)

“copper-containing amine oxidases ”

(identificada en bacterias, levaduras, filamentos de hongos, plantas y animales).

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 :

Amino-oxidasas:

-Proteína dimérica que cataliza la oxidación de beta-D-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 pasadospor la enzima, midiendo la diferencia en cargaconectando 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 transporteen la membrana interna (y finalmente a oxígeno).

-Las reacciones REDOX de estas proteínas permitenla 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

Donante

Oxidasa

O2 =

Óxido

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.

Prueba Bioquímica: Oxidasa Determina la presencia de enzimas oxidasas

Principio de la Prueba:Citocromo C oxida al aceptador artificial de electrones de tetrametil p-fenilenediamina (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 directaAgregar 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

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): 559-

563.

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

REFERENCIAS