Pyruvatoxidase

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In der Enzymologie ist Pyruvatoxidase ein Enzym, das chemische Reaktionen katalysiert. Die drei Substrate des Enzyms sind Pyruvat, Phosphat und O₂, und seine drei Produkte sind Acetylphosphat, CO₂ und H₂O₂. Dieses Enzym gehört zur Familie der Oxidoreduktasen, insbesondere zu denen, die Sauerstoff als Akzeptor verwenden, um auf die Aldehyd- oder Oxogruppe des Donors zu wirken. Der systematische Name dieser Enzymklasse ist Pyruvat: 2-Sauerstoff-Oxidoreduktase (Phosphorylierung). Weitere gebräuchliche Namen sind Pyruvatoxidase und phosphatabhängige Pyruvatoxidase. Dieses Enzym ist am Stoffwechsel von Pyruvat beteiligt. Es hat 2 Cofaktoren: FAD und Thiamindiphosphat.

Einführungen

Pyruvatoxidase wurde aus Escherichia coli in kristalliner Form und in einem hohen Reinheitsgrad isoliert. Pyruvatoxidase bindet sowohl Flavin-Adenin-Dinukleotid als auch Thiaminpyrophosphat als prosthetische Gruppen. Molekulargewichtsbestimmungen zeigen, dass die kristalline Oxidase in Lösung als Tetramer existiert. Das minimale Molekulargewicht der Oxidase, basierend auf dem Gehalt an Flavin-Adenin-Dinukleotid, beträgt 66.000, während das Molekulargewicht der Oxidase, gemessen durch Gleichgewichtsedimentation, etwa 265.000 beträgt. Diese Arbeit berichtet über die spektralen Eigenschaften, den Aminosäuregehalt, die kinetischen Konstanten und einige der enzymatischen Aktivitäten der kristallinen Oxidase.

Forschung

Ein neuer Typ von Pyruvatoxidase wurde in Proteus hemolyticus entdeckt, der die Acetylierung von CoA in Gegenwart von Pyruvat, Sauerstoff und FAD katalysieren kann. Das Enzym wurde teilweise durch Zentrifugation, Ammoniumsulfat-Fällung und Hydroxylapatit-Chromatographie gereinigt. Es wurde festgestellt, dass die Enzymaktivität zwei Teile hat. Das Verhältnis von verbrauchtem Sauerstoff durch das gereinigte Enzym zu produziertem Acetyl-CoA beträgt 1. In Gegenwart von überschüssigem Katalase ist die Rate der Sauerstoffabsorption halb so hoch. Daher ist die angenommene Reaktion: Pyruvat + CoA + O₂ = Acetyl-CoA + CO₂ + H₂O₂. Für dieses neue Enzym schlugen die Forscher die Abkürzung Pyruvatoxidase (CoA-Acetylierung) vor.

Anwendungen

Pyruvatoxidase wurde als Werkzeugenzym für Mikrotiterplattenlesegeräte, halbautomatische Analysatoren, dualreagenzautomatische Analysatoren und manuelle Methoden verwendet. Pyruvatoxidase reagiert mit endogenem Pyruvat in der Probe, um Wasserstoffperoxid zu erzeugen, und Wasserstoffperoxid erzeugt Wasser und Sauerstoff unter der Wirkung von Katalase, um endogenes Pyruvat in der Probe zu verbrauchen. Nachdem Arsen in den Körper eingetreten ist, hat dieses protoplasmatische Gift eine große Affinität zur Sulfhydrylgruppe des Proteins. Besonders in Kombination mit der Sulfhydrylgruppe der Pyruvatoxidase wird es zu einem Komplex aus Pyruvatoxidase und Arsen, der das Enzym inaktiv macht, den normalen Stoffwechsel der Zellen beeinträchtigt und den Zelltod verursacht. Wenn Inosin beteiligt ist, nimmt es am Nukleinsäurestoffwechsel, Energiestoffwechsel und der Proteinsynthese im Körper teil. Inosin kann direkt durch die Zellmembran in die Körperzelle eintreten, die Pyruvatoxidase aktivieren und die Aktivität von Coenzym A erhöhen, wodurch es sich in einem energiearmen hypoxischen Zustand befindet. Die zugrunde liegenden Zellen können weiterhin reibungslos metabolisiert werden, helfen, die Funktion der Leberzellen wiederherzustellen, die Produktion von Antikörpern im Körper anregen und die Eisenaufnahme im Darm fördern. Und am menschlichen Energiestoffwechsel und der Proteinsynthese teilnehmen. Der innere Raum der Mitochondrien, der von der inneren Membran und den Cristae der mitochondrialen Matrix umgeben ist, enthält viele Proteine und Lipide. Die Enzyme, die die Oxidation von Fettsäuren und Pyruvat im Zitronensäurezyklus katalysieren, sind ebenfalls in der Matrix vorhanden, was für die Zitronensäuren vorteilhaft ist.