PROTHETISCHE GROEP: HOOFDGROEPEN EN HUN FUNCTIES - BIOLOGIE - 2026

Een prothetische groep is het fragment van een eiwit dat geen aminozuurkarakter heeft. In deze gevallen wordt het eiwit "heteroproteïne" of geconjugeerd eiwit genoemd, waarbij het eiwitgedeelte apoproteïne wordt genoemd. Daarentegen worden moleculen die alleen uit aminozuren bestaan, holoproteïnen genoemd.

Eiwitten kunnen worden geclassificeerd volgens de aard van de prothetische groep: wanneer de groep een koolhydraat-, een lipide- of een heemgroep is, zijn de eiwitten respectievelijk glycoproteïnen, lipoproteïnen en hemeproteïnen. Bovendien kunnen prothetische groepen zeer gevarieerd zijn: van metalen (Zn, Cu, Mg, Fe) tot nucleïnezuren, fosforzuur, onder andere.

In sommige gevallen hebben eiwitten extra componenten nodig om hun functies met succes uit te voeren. Naast de prothetische groepen zijn er de co-enzymen; Deze laatste binden losjes, tijdelijk en zwak aan het eiwit, terwijl de prothetische groepen stevig verankerd zijn aan het eiwitgedeelte.

Belangrijkste prothesegroepen en hun functies

Biotine

Biotine is een hydrofiele vitamine van het B-complex die deelneemt aan het metabolisme van verschillende biomoleculen, waaronder gluconeogenese, aminozuurkatabolisme en lipidesynthese

Het fungeert als een prothetische groep voor verschillende enzymen, zoals acetyl-CoA-carboxylase (in de vormen die worden aangetroffen in de mitochondriën en in het cytosol), pyruvaatcarboxylase, propionyl-CoA-carboxylase en b-methylcrotonyl-CoA-carboxylase.

Dit molecuul kan zich via een lysineresidu aan genoemde enzymen hechten en is verantwoordelijk voor het transport van kooldioxide. De functie van biotine in organismen gaat verder dan zijn rol als prothetische groep: het neemt deel aan de embryogenese, het immuunsysteem en genexpressie.

Rauw eiwit bevat een eiwit dat avidine wordt genoemd en dat het normale gebruik van biotine onderdrukt; Daarom wordt de consumptie van gekookt ei aanbevolen, omdat avidine door hitte denatureert, waardoor het zijn functie verliest.

Heme-groep

De heemgroep is een porfyrine molecuul (een grote heterocyclische ring) met ijzeratomen in zijn structuur die in staat zijn om reversibel aan zuurstof te binden of elektronen op te geven en op te nemen. Het is de prothetische groep van hemoglobine, een eiwit dat verantwoordelijk is voor het transport van zuurstof en kooldioxide.

In functionele globines heeft het ijzeratoom een ​​+2 lading en bevindt het zich in een ferro-oxidatietoestand, dus het kan vijf of zes coördinatiebindingen vormen. De karakteristieke rode kleur van het bloed is te wijten aan de aanwezigheid van de heemgroep.

De heemgroep is ook de prothetische groep van andere enzymen, zoals myoglobinen, cytochromen, catalasen en peroxidasen.

Flavin-mononucleotide en flavine-adenine-dinucleotide

Deze twee prothetische groepen zijn aanwezig in flavoproteïnen en zijn afgeleid van riboflavine of vitamine B ₂ . Beide moleculen hebben een actieve site die omkeerbare oxidatie- en reductiereacties ondergaat.

Flavoproteïnen hebben zeer uiteenlopende biologische rollen. Ze kunnen deelnemen aan dehydrogeneringsreacties van moleculen zoals succinaat, deelnemen aan het transport van waterstof in de elektronentransportketen of reageren met zuurstof, waarbij ze H ₂ O ₂ genereren .

Pyrrolochinoline-chinon

Het is de prothetische groep van chinoproteïnen, een klasse van dehydrogenase-enzymen zoals glucosedehydrogenase, die deelneemt aan glycolyse en andere routes.

Pyridoxaalfosfaat

Pyridoxaalfosfaat is een derivaat van vitamine B ₆ . Het wordt gevonden als een prothetische groep van de aminotransferase-enzymen.

Het is de prothetische groep van het enzym glycogeenfosforylase en is ermee verbonden door middel van covalente bindingen tussen de aldehydegroep en de ε-aminogroep van een lysineresidu in het centrale gebied van het enzym. Deze groep helpt bij de fosforolytische afbraak van glycogeen.

Zowel de flavine mononucleotide en flavineadeninedinucleotide bovengenoemde onmisbaar voor de omzetting van pyridoxine of vitamine B ₆ pyridoxal fosfaat.

Methylcobalamine

Methylcobalamine is een gelijkwaardige vorm van vitamine B ₁₂ . Structureel heeft het een octaëdrisch kobaltcentrum en bevat het metaalalkylbindingen. Een van de belangrijkste metabolische functies is de overdracht van methylgroepen.

Thiamine pyrofosfaat

Thiamine pyrofosfaat is de prothetische groep van enzymen die betrokken zijn bij belangrijke metabolische routes, zoals α-ketoglutaraat dehydrogenase, pyruvaat dehydrogenase en transketolase.

Op dezelfde manier neemt het deel aan het metabolisme van koolhydraten, lipiden en vertakte aminozuren. Alle enzymatische reacties die thiaminepyrofosfaat vereisen, omvatten de overdracht van een geactiveerde aldehyde-eenheid.

Thiaminepyrofosfaat intracellulair gesynthetiseerd door fosforylering van vitamine B ₁ of thiamine. Het molecuul bestaat uit een pyrimidinering en een thiazoliumring met een CH-azidestructuur.

Thiamine pyrofosfaatdeficiëntie leidt tot neurologische aandoeningen die bekend staan ​​als beriberi en het Wernicke-Korsakoff-syndroom. Dit gebeurt omdat glucose de enige brandstof in de hersenen is, en aangezien het pyruvaatdehydrogenasecomplex thiaminepyrofosfaat vereist, heeft het zenuwstelsel geen energie.

Molybdopterin

Molybdopterinen zijn derivaten van pyranopterine; Ze bestaan ​​uit een pyranring en twee thiolaten. Het zijn prothetische groepen of cofactoren die worden aangetroffen in enzymen die molybdeen of wolfraam bevatten.

Het wordt gevonden als een prothetische groep van thiosulfaatreductase, purinehydroxylase en formiaatdehydrogenase.

Liponzuur

Liponzuur is de prothetische groep van lipoamide en is covalent aan het eiwitgedeelte gebonden door een lysineresidu.

In zijn gereduceerde vorm heeft liponzuur een paar sulfhydrylgroepen, terwijl het in de geoxideerde vorm een ​​cyclisch disulfide heeft.

Het is verantwoordelijk voor de reductie van cyclisch disulfide in liponzuur. Bovendien is het de prothetische groep van transcetylase en een cofactor van verschillende enzymen die betrokken zijn bij de citroenzuurcyclus of de Krebs-cyclus.

Het is een component van groot biologisch belang in de dehydrogenasen van de alkatozuren, waar de sulfhydrylgroepen verantwoordelijk zijn voor het transport van waterstofatomen en acylgroepen.

Het molecuul is een derivaat van octaanvetzuur en bestaat uit een terminale carboxylring en een dithionale ring.

Nucleïnezuren

Nucleïnezuren zijn de protetische groepen van nucleoproteïnen die in celkernen worden aangetroffen, zoals histonen, telomerase en protamine.

Referenties

1. Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP en Pérez, RS (2011). Grondbeginselen van biochemie. Universiteit van Valencia.
2. Battaner Arias, E. (2014). Compendium van enzymologie. Salamanca University Editions.
3. Berg, JM, Stryer, L., en Tymoczko, JL (2007). Biochemie. Ik draaide me om.
4. Devlin, TM (2004). Biochemie: leerboek met klinische toepassingen. Ik draaide me om.
5. Díaz, AP en Pena, A. (1988). Biochemie. Redactioneel Limusa.
6. Macarulla, JM en Goñi, FM (1994). Menselijke biochemie: basiscursus. Ik draaide me om.
7. Meléndez, RR (2000). Belang van biotinemetabolisme. Journal of Clinical Research, 52 (2), 194-199.
8. Müller - Esterl, W. (2008). Biochemie. Fundamentals voor geneeskunde en levenswetenschappen. Ik draaide me om.
9. Stanier, RY (1996). Microbiologie. Ik draaide me om.
10. Teijón, JM (2006). Grondbeginselen van structurele biochemie. Redactioneel Tébar.
11. Vilches - Flores, A., en Fernández - Mejía, C. (2005). Effect van biotine op genexpressie en metabolisme. Journal of Clinical Research, 57 (5), 716-724.