20.3.3. Transketolasa y Transaldolasa estabilizan los intermedios Carbaniónicos por diferentes mecanismos

Las reacciones catalizadas por transketolasa y transaldolasa son distintas pero similares en muchos aspectos. Una diferencia es que la transketolasa transfiere una unidad de dos carbonos, mientras que la transaldolasa transfiere una unidad de tres carbonos. Cada una de estas unidades se une transitoriamente a la enzima en el curso de la reacción., En transketolasa, el sitio de adición de la unidad es el anillo de tiazol del pirofosfato de tiamina de coenzima requerido. La transcetolasa es homóloga a la subunidad E1 del complejo piruvato deshidrogenasa (sección 17.1.1) y el mecanismo de reacción es similar (figura 20.21).

Figura 20.21

la Transcetolasa Mecanismo. El carbanión del pirofosfato de tiamina (TPP) ataca el sustrato de cetosa. La escisión de un enlace carbono-carbono libera el producto Aldosa y deja un fragmento de dos carbonos unido al TPP., Esto activó los ataques intermedios de glicoaldehído(más…)

El átomo de carbono C-2 del TPP Unido se ioniza fácilmente para dar un carbanión. El átomo de carbono cargado negativamente de este reactivo intermedio ataca al grupo carbonilo del sustrato cetoso. El compuesto de adición resultante libera el producto Aldosa para producir una unidad de glicoaldehído activado. El átomo de nitrógeno cargado positivamente en el anillo de tiazol actúa como un sumidero de electrones en el desarrollo de este intermedio activado., El grupo carbonilo de un aceptor de Aldosa adecuado se condensa con la unidad de glicoaldehído activado para formar una nueva cetosa, que se libera de la enzima.

La Transaldolasa transfiere una unidad de dihidroxiacetona de tres carbonos de un donante de cetosa a un aceptor de Aldosa. La transaldolasa, en contraste con la transcetolasa, no contiene un grupo prostético. Más bien, se forma una base de Schiff entre el grupo carbonilo del sustrato de cetosa y el grupo ε-amino de un residuo de lisina en el sitio activo de la enzima (figura 20.22)., Este tipo de intermediario enzima-sustrato covalente es como el formado en la fructosa 1,6-bisfosfato aldolasa en la vía glicolítica (sección 16.1.3) y, de hecho, las enzimas son homólogas. La base de Schiff se Protona, el enlace entre C-3 y C-4 se divide, y se libera una Aldosa. La carga negativa en la fracción carbanion de Base Schiff se estabiliza por resonancia. El átomo de nitrógeno cargado positivamente de la base protonada de Schiff actúa como un sumidero de electrones. El aducto de Base Schiff es estable hasta que una Aldosa adecuada se une., La fracción dihidroxiacetona reacciona entonces con el grupo carbonilo de la Aldosa. El producto cetosa es liberado por hidrólisis de la base Schiff. El átomo de nitrógeno de la base protonada de Schiff juega el mismo papel en la transaldolasa que el átomo de nitrógeno del anillo de tiazol en la transketolasa. En cada enzima, un grupo dentro de un intermediario reacciona como un carbanión atacando a un grupo carbonilo para formar un nuevo enlace carbono-carbono. En cada caso, la carga en el carbanión se estabiliza por resonancia (figura 20.23).

Figura 20.22

la Transaldolasa Mecanismo., La reacción comienza con la formación de una base de Schiff entre un residuo de lisina en transaldolasa y el sustrato de cetosa. La protonación de la base de Schiff conduce a la liberación del producto Aldosa, dejando un fragmento de tres carbonos (más…)

Figura 20.23

Carbanión Intermedios. Para transketolasa y transaldolasa, un carbanión intermedio se estabiliza por resonancia. En la transcetolasa, TPP estabiliza este intermedio; en la transaldolasa, una base de Schiff protonada desempeña este papel.