Tento kofaktor sa vyskytuje len u metanogénnycharcheónov[3] a anaeróbnych metánotrofných archeónov. Vyskytuje sa v relatívne vysokých koncentráciách v archeónoch, ktoré sa účastnia reverznej metanogenézy – tieto archeóny môžu obsahovať až 7 % hm. niklového proteínu, ktorý im pomáha oxidovať metán.[4]
Štruktúra
Tento kofaktor bol pomenovaný triviálnym názvom kofaktor F430 v roku 1978 na základe vlastností žltej vzorky extrahovanej z Methanobacterium thermoautotrophicum, ktorá mala spektroskopické maximum pri 430 nm.[5] V roku 1982 bola táto látka identifikovaná ako kofaktor metylkoenzým M reduktázy[6] a jeho štruktúra bola potvrdená pomocou röntgenovoej kryštalografie a NMR.[7] Kofaktor F430 sa skladá z redukovaného porfyrínu v makrocyklickom systéme zvanom korfín.[8] Okrem toho obsahuje ďalšie dva kruhy, takže na rozdiel od klasického tetrapyrolového jadra (kruhy A-D) má ešte γ-laktámový kruh E a karbocylický kruh F s ketónovou skupinou. Je to jediný prírodný tetrapyrol, ktorý obsahuje nikel, ktorý sa inak v živých systémoch vyskytuje len vzácne.[9]
Biosyntéza
Biosyntéza kofaktoru F430 začína u uroporfyrinogénu III, z ktorého sa syntetizujú všetky prírodne tetrapyroly vrátane chlorofylu, vitamínu B12, fykobilínov, sirohemu a hemu. Uroporfyrinogén III sa premieňa najprv na dihydrosirohydrochlorín a potom na sirohydrochlorín.[10] Následne sa do tohto systému vkladá nikelnatý katión. Túto reakciu katalyzuje tá istá chelatáza, CbiX (tiež označovanej CfbA[11]), ktorá katalyzuje i cheláciu kobaltu v biosyntéze kobalamínu.[12]
Uroporfyrinogén III
Dihydrosirohydrochlorín
Dirohydrochlorín
Potom dochádza pomocou ATP-dependentnej Ni-sirohydrochlorín-a,c-diamidsyntázy (CfbB) k premene acetátových skupín a a c na acetamidy. Aminoskupiny pochádzajú z dvoch molekúl glutamínu.[11] Poradie amidácie týchto dvoch skupín je náhodné.[12] Dvojzložkový komplex Ni-sirohydrochlorín-a,c-diamidreduktívnej cyklázy (CfbCD) potom katalyzuje šesťelektrónovú a sedemprotónovú redukciu kruhov, čím vzniká biosyntetický intermediát. V procese dochádza k vzniku γ-laktámového kruhu E. Táto redukcia je spojená s hydrolýzou ATP a elektróny sa presúvajú pomocou dvoch 4Fe-4S centier. V poslednom kroku sa tvorí kruh F (karbocyklický s ketónovou skupinou) pôsobením ATP-dependentnej koenzým F(430) syntetázy (CfbE), čím vzniká koenzým F430.[11][12][13] Tento posledný enzým je ligáza podobná MurF, ktorá sa účastní biosyntézy peptidoglykánu.
Biosyntéza kruhu E
Referencie
↑STEPHEN W., Ragdale. The Metal-Driven Biogeochemistry of Gaseous Compounds in the Environment. Ed. Peter M.H. Kroneck and Martha E. Sosa Torres. [s.l.] : Springer, 2014. ISBN 978-94-017-9268-4. DOI:10.1007/978-94-017-9269-1_6 Chapter 6. Biochemistry of Methyl-Coenzyme M Reductase: The Nickel Metalloenzyme that Catalyzes the Final Step in Synthesis and the First Step in Anaerobic Oxidation of the Greenhouse Gas Methane, s. 125–145.
↑ A conspicuous nickel protein in microbial mats that oxidize methane anaerobically. Nature, December 2003, s. 878–81. DOI: 10.1038/nature02207. PMID 14685246.
↑ Chromophoric factors F342 and F430 of Methanobacterium thermoautotrophicum. FEMS Microbiology Letters, 1978, s. 191–193. DOI: 10.1111/j.1574-6968.1978.tb01916.x.
↑ Nickel-containing factor F430: Chromophore of the methylreductase of Methanobacterium. Proceedings of the National Academy of Sciences, 1982, s. 3707–3710. DOI: 10.1073/pnas.79.12.3707. PMID 6954513.
↑ Coenzyme F430 from Methanogenic Bacteria : Complete Assignment of Configuration Based on an X-ray Analysis of 12,13-diepi-F430 Pentamethyl Ester and on NMR Spectroscopy. Helvetica Chimica Acta, 1991, s. 697–716. DOI: 10.1002/hlca.19910740404.
↑JOHNSON, Michael K.; SCOTT, Robert A.. Metalloprotein Active Site Assembly. [s.l.] : [s.n.], 2 October 2017. ISBN 9781119159834.
↑ Sirohydrochlorin, a precursor of factor F430 biosynthesis in Methanobacterium thermoautotrophicum. FEBS Letters, 1985-10-07, s. 169–171. DOI: 10.1016/0014-5793(85)80451-8.
.svg)
.svg){kind=small}
