Ribonukleotidreduktáza

Ribonukleotidreduktáza je enzym přítomný u většiny druhů organismů, který katalyzuje redukci ribonukleotidů na deoxyribonukleotidy. Substrátem tohoto enzymu jsou ribonukleosiddifosfáty (NDP – tedy ADP, CDP, GDP, UDP), z nichž vytváří deoxyribonukleosiddifosfáty (dNDP).^[1]

Reakce

Při reakci dochází k přenosu redukčních ekvivalentů z thioredoxinu (který je získává z koenzymu NADPH činností thioredoxinreduktázy) nebo z glutaredoxinu (který je získává z glutathionu). Enzym je u E. coli i u většiny eukaryotních organismů dimerní.^[2] Reakce, kterou katalyzuje ribonukleotidreduktáza, je zcela unikátní a nepodobná jiným enzymatickým reakcím. Je příkladem zapojení volných radikálů do enzymové chemie. Dvě aktivní místa se nachází uprostřed dimeru, mezi jeho podjednotkami (R1 a R2). V každém z aktivních míst přispívá R1 dvěma SH skupinami a R2 nese tyrosylový radikál.^[2]

Enzym je pod promyšlenou regulační kontrolou. Jeho celková aktivita je regulována vazbou ATP či dATP do jednoho z regulačních míst (ATP enzym aktivuje, dATP činnost enzymu tlumí). Druhé regulační místo váže ATP, dATP, dTTP a dGTP. Pokud je do tohoto místa navázáno ATP či dATP, aktivuje se redukce UDP a CDP. Když se do tohoto místa naváže dTTP nebo dGTP, aktivuje se redukce GDP, příp. ADP. Díky těmto dvěma regulačním procesům nejenže enzym pracuje jen tehdy, je-li v buňce potřeba doplnit deoxyribonukleosidtrifosfáty, ale systém je dokonce schopný reagovat na nadbytek konkrétních nukleotidů.^[2]

Typy

Třída I – Třída I ribonukleotidreduktáz vyžaduje kyslík – ten je nutný k regeneraci tyrosylových radikálů. Tato třída enzymů tedy funguje pouze v aerobním prostředí. Kofaktorem je železo.^[2]
Třída II – Třída II ribonukleotidreduktáz obsahuje kofaktor 5'-deoxyadenosylkobalamin.^[2]
Třída III – Tzv. nukleosidtrifofosfát reduktáza katalyzuje alternativní reakci s nukleosidtrifosfáty, které redukuje za současné oxidace thioredoxinu. Kofaktorem je kobalt. Byla nalezena u anaerobní bakterie Lactobacillus leichmannii,^[1] podobný enzym však za anaerobních podmínek zřejmě začne produkovat i E. coli, ten obsahuje FeS centrum a pro činnost vyžaduje NADPH a S-adenosylmethionin.^[2]

Reference

↑ ^a ^b Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition. Příprava vydání R. Cammack et al. New York: Oxford university press, 2006. ISBN 0-19-852917-1.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f LEHNINGER, Albert L., David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger principles of biochemistry. 3rd. vyd. New York: Worth Publishers, 2000. Dostupné online. ISBN 1-57259-931-6.

[oxf-1] Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition. Příprava vydání R. Cammack et al. New York: Oxford university press, 2006. ISBN 0-19-852917-1.

[lehninger-2] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f LEHNINGER, Albert L., David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger principles of biochemistry. 3rd. vyd. New York: Worth Publishers, 2000. Dostupné online. ISBN 1-57259-931-6.

[1]