Perklorát-reduktáz
A perklorát-reduktáz az alábbi reakciókat katalizáló enzim:
és
Így az enzim szubsztrátjai redukált elektronakceptor (AH2) és (per)klorát, termékei a klorit, egy oxidált elektronakceptor (A) és klorát esetén egy, perklorát esetén két vízmolekula. Hasonlóan működik a klorát-reduktázhoz, de attól eltérően képes perklorát redukciójára is, míg a klorát-reduktáz csak klorátot képes redukálni. A perklorát- és a klorát-reduktáz hasonlóak, de genetikailag eltérő kládot alkotnak.[1]
2024 januárjáig a perklorát-reduktáz nem kapott EC-számot, de a klorát-reduktázhoz (EC 1.97.1.1) hasonlóan valószínűleg az EC 1.97.1.- oxidoreduktáz-alosztály tagja lesz. Egyes adatbázisok, például a BRENDA így jelenleg a perklorát- és a klorát-reduktázt együtt listázzák.[2]
Szerkezet szerkesztés
A perklorát-reduktázt általában 4 gén kombinációja kódolja, ezek sorrendje miatt a fehérjét nevezik pcrABCD-nek is.[3]
A 4 gén által kódolt fehérje aktív alegységei a pcrA és a pcrB, melyek periplazmatikus dimert alkotnak a nitrát-reduktáz aktív részéhez hasonlóan. A pcrC feltehetően c-típusú citokróm, mely az AB komplexet a membránhoz csatlakoztatja, és lehetővé teszi az elektronszállítást. A pcrD funkciója ismeretlen, de a pcrABC rendszer összeállítására specifikus molibdéntartalmú chaperont kódolhat. Minden ismert működő perklorát-reduktáz genetikailag hasonló pcrABCD-változatot tartalmaz az Accobacter CAB törzs kivételével, ahol a hagyományos pcrC helyén nem kapcsolódó Campylobacterota-citokróm van.[4]
A perklorát-reduktázt kódoló ismert élőlények mindegyike kódol a keletkező klorit redukálásával annak koncentrációemelkedését akadályozó klorit-dizmutázt is. A pcrABCD-t és a klorit-dizmutázt általában egymáshoz közeli gének kódolják. A Pcr a dimetil-szulfoxid-reduktáz-szupercsalád tagja.[5] Az enzimben aktív helye a molibdénhez kötött molibdopterin-guanin-dinukleotid, ahol a molibdén az aszparaginsavhoz is kötődik. Itt a molibdén a következő reakciókon megy keresztül a perklorát redukciója során:
- A molibdén(VI)-ot egy proton és egy elektron redukálja molibdén(V)-té, ekkor a molibdénhez csatlakozó oxocsoport hidroxilcsoporttá redukálódik.
- Újabb proton és elektron hozzáadásával tovább redukálódik a molibdén(V) molibdén(IV)-gyé, és víz lép ki. Ekkor a fenilalanin kapu nyitott, így a perklorát be tud kerülni, így a molibdén megkötheti.
- A perklorát kapcsolódik a molibdénhez, melynek oxidációs száma változatlan marad, a perklorát bekerülése után a fenilalanin kapu bezárul, a perklorát kloráttá redukálódik, ezzel együtt a molibdén(IV) molibdén(VI)-tá oxidálódik.
- A molibdén(VI)-ot ismét molibdén(V)-té, majd molibdén(IV)-gyé redukálja két proton és két elektron, ez utóbbi alkalommal a fenilalanin kapu ismét kinyílik. Innen két lehetséges úton mehet tovább a ciklus:
- Ha a klorát távozik, visszaáll a C állapotba a rendszer.
- Ha a klorát nem távozik, a molibdén(IV) a kloráthoz kapcsolódik, és a fenilalanin kapu bezárul.
- Ha a klorát nem távozik el, akkor visszafordíthatatlanul klorittá redukálódik, a molibdént molibdén(VI)-tá oxidálva. A klorit ezután távozik a rendszerből, az első lépés kezdeti állapota alakul ki ismét.[5]
Jegyzetek szerkesztés
- ↑ Iain C. Clark (2013). „Structure and Evolution of Chlorate Reduction Composite Transposons”. mBio 4 (4), e00379-13. o. DOI:10.1128/mBio.00379-13. PMID 23919996.
- ↑ BRENDA listing for chlorate reductase
- ↑ (2005) „Identification, characterization, and classification of genes encoding perchlorate reductase”. J Bacteriol 187 (15), 5090–5096. o. DOI:10.1128/jb.187.15.5090-5096.2005. PMID 16030201.
- ↑ (2013) „Physiological and genetic description of dissimilatory perchlorate reduction by the novel marine bacterium Arcobacter sp. strain CAB”. mBio 4 (3), e00217-13. o. DOI:10.1128/mBio.00217-13. PMID 23695836.
- ↑ a b M. D. Youngblut, C. L. Tsai et al. (2016. április 22.). „Perchlorate Reductase Is Distinguished by Active Site Aromatic Gate Residues”. J Biol Chem 291 (17), 9190–9202. o. DOI:10.1074/jbc.M116.714618. PMID 26940877. (Hozzáférés: 2023. október 20.)
Fordítás szerkesztés
Ez a szócikk részben vagy egészben a Perchlorate reductase című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.
Források szerkesztés
- (2003) „Molecular analysis of a perchlorate reductase from a perchlorate-respiring bacterium Perc1ace”. Microbiological Research 158 (4), 337–344. o. DOI:10.1078/0944-5013-00213. PMID 14717455.
- Servé W. M. Kengen (1999. november 1.). „Purification and Characterization of (Per)Chlorate Reductase from the Chlorate-Respiring Strain GR-1”. J. Bacteriol. 181 (21), 6706–6711. o. DOI:10.1128/JB.181.21.6706-6711.1999. PMID 10542172.
