Arginasa
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externos
| Arginasa | ||||
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 Diagrama de cristalización del trimero de la Arginasa I humana. | ||||
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Bases de datos de enzimas
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| Número EC | 3.5.3.1 | |||
| Número CAS | 9000-96-8 | |||
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| Arginasa de hígado de rata | ||||
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 Diagrama de la arginasa de rata | ||||
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| Identificadores | ||||
| Símbolo | ARG1 (HGNC: 663) | |||
| Identificadores externos |
Bases de datos de enzimas
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| Número EC | 3.5.3.1 | |||
| Locus | Cr. 6 q23 | |||
| Ortólogos | ||||
| Especies |
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| Arginasa tipo II (mitocondrial) | ||||
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| Estructuras disponibles | ||||
| PDB | ||||
| Identificadores | ||||
| Símbolo | ARG2 (HGNC: 664) | |||
| Identificadores externos |
Bases de datos de enzimas
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| Número EC | 3.5.3.1 | |||
| Locus | Cr. 14 q24.1 | |||
| Ortólogos | ||||
| Especies |
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| Entrez |
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| UniProt |
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| RefSeq (ARNm) |
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| PubMed (Búsqueda) |
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| PMC (Búsqueda) |
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La arginasa (arginina amidinasa, canavanasa, L-arginasa, arginina transamidinasa EC 3.5.3.1) es una enzima hidrolasa con un peso molecular de 105.0 kDa y que contiene manganeso dentro de su estructura. Se encuentra presente en varios tejidos y participa en el ciclo de la urea Krebs-Henseleit. Cataliza la reacción: arginina + H2O → ornitina + urea.
Existen dos tipos distintos de arginasa: la arginasa I, localizada en el citoplasma del hígado, y la arginasa II, localizada en la mitocondria del riñón y la próstata.
La arginasa pertenece a la familia de enzimas ureohidrolasas. Se trata de un homotrímero. Cada subunidad contiene un sitio activo, y los dos iones manganeso están unidos a oxígenos y separados por aproximadamente 3,3 Å.
La enzima requiere dos moléculas de manganeso para mantener una función apropiada. Estos iones Mn2+ se coordinan con agua, orientando y estabilizando la molécula, y dejando agua para actuar como nucleófilo y atacar L-arginina, hidrolizándola a ornitinina y urea.[1] Cataliza el quinto y último paso en el ciclo de la urea, una serie de reacciones bioquímicas en los mamíferos durante el que el cuerpo coloca de amoníaco nocivo. Específicamente, la arginasa convierte L-arginina a L-ornitina y urea.[2]
La arginasa de mamífero es activa como trímero, pero algunas arginasas de bacterias son hexaméricas.[3] En la mayoría de los mamíferos esta enzima existe en dos formas. La arginasa I trabaja en el ciclo de la urea, y está localizada principalmente en el citoplasma del hígado. Por otro lado, la arginasa II se encuentra implicada en la regulación de concentración de arginina y ornitina en la célula, está localizada en la mitocondria de varios tejidos del cuerpo con mayor abundancia en riñones y próstata, además se encuentra en ausencia de otras enzimas del ciclo de la urea.[4]
Mecanismo
El sitio activo mantiene a la L-arginina en posición por medio un puente de hidrógeno entre el grupo cloruro de guanidina con Glu227. Este enlace oriente a la L-arginina para un ataque nucleofílico por el hidróxido asociado al metal. Esto resulta en un intermediario tetraédrico. Los iones Mn2+ actúan para estabilizar tanto el grupo hidroxilo como el intermediario tetraédrico, así como desarrollar un solo par de electrones sp3 en el grupo NH2 conforme el intermediario tetraédrico se forma.
Dicho sitio activo es sumamente específico, por lo que modificar la estructura del sustrato o la estereoquímica disminuye severamente la actividad cinética de la enzima. Esta especificidad ocurre debido al alto número de puentes de hidrógeno entre el sustrato y la enzima; los puentes de hidrógeno facilitados por agua saturan tanto las cuatro posiciones aceptoras en el grupo alfa carboxilato, así como las tres posiciones en el grupo alfa amino. La estructura cristalográfica de este complejo con la enzima revela que el metal se desplaza puenteando el ion hidróxido y el clúster de manganeso binuclear.[5]
Caracterización
La caracterización de esta enzima puede ser por medio de resonancia electroparamagnérica (EPR por sus siglas en inglés). Esta técnica revela que la arginasa totalmente activada por manganeso contiene un centro de dos moléculas de Mn2+ con espines acomplados separadas por 3.6A los cuales se ubican en la parte inferior de la hendidura del sitio activo. Es el centro metálico el encargado de llevar a cabo la catálisis de arginina.[6]
