Reactivitat vitàmers Vitamina B6

Contenido en el idioma por defecto

Reactivitat de vitàmers de la Vitamina B6: 5'-fosfat de piridoxal (PLP) i 5'-fosfat de piridoxamina (PMP)

La Vitamina B6 és una vitamina hidrosoluble que es presenta en sis formes diferents: piridoxal (PL), piridoxina (PN), piridoxamina (PM) i els seus corresponents èsters fosfòrics, 5'-fosfato de piridoxal (PLP), 5'-fosfato de piridoxina (PNP) i 5'-fosfato de piridoxamina (PMP). 

Estructura de la piridoxina (A), piridoxal (B), piridoxamina (C) y fosfat de piridoxal (C).

La forma aldehid (PLP) actua com a coenzim d'un centenar d'enzims diferents que catalitzen reaccions químiques essencials per als éssers vius en general i per al cos humà en particular. Per exemple, la síntesi en el cervell de la serotonina (un neurotransmissor) a partir de triptòfan, està catalitzada per un enzim plp-dependent. També són enzims plp-depenents els que catalitzen la síntesi d'altres neurotransmissors com la dopamina, la norepinefrina i l'àcid g-aminobutíric (GABA). L'obtenció de glucosa a partir de la fosforólisis del glicogen, també està catalitzada per un altre enzim plp-dependent, la fosforilasa de glucogen. De fet, la major part del PLP present en el cos humà es localitza en el múscul unit a la fosforilasa de glucogen.

Unió de la coenzim PLP, que es modifica a Piridoxamina fosfat, al amino èpsilon d'un residu de lisina de l'enzim transaminasa.

En un enzim PLP-dependent, el coenzim està unida a la part proteica a través del seu grup aldehid formant una base de Schiff interna amb una Lys enzimàtica. Depenent de l'estructura del centre actiu, el PLP pot catalitzar diverses reaccions de transaminació, racemització, a-i b-decarboxilaciones, interconversiones de cadenes laterals dels aminoàcids, etc., El que implica l'existència d'una primera reacció prèvia: la transiminació des de la Lys proteica (interna) al substrat entrant (externa).

 La molècula de PLP és un electròlit amb diversos grups ionitzables, l'estat de protonació d'aquests grups depèn del pH del medi. Alhora, cada espècie iònica pot mostrar-se en diferents formes tautómeras amb una estabilitat que està íntimament relacionada amb la polaritat del medi. La reactivitat del grup carbonil del PLP enfront del grup amino del substrat depèn quina sigui la forma tautómera específica que reacciona. D'altra banda, l'estabilitat de les bases de Schiff formades també depèn de la hidrofobicitat i la polaritat de l'entorn . Els nostres estudis mostren que en dissolució aquosa les bases de Schiff formades amb n-dodecilamina (amb una cadena lateral molt hidròfoba proper al grup amino) són molt més estables que les formades amb un aminoàcid essencial . En enzims PLP-dependents en què el grup imina no està implicat en la reacció catalitzada , com ocorre en la foforilasa de glucogen, el centre actiu enzimàtic està en una butxaca altament hidròfob. En altres casos en què el procés de transiminació és part essencial del procés catalític, els centres actius presenten diferents graus de hidrofobicitat i polaritat.

 File:Aspartate transaminase.png

La figura mostra l'estructura d'una Transminasa de la I. Coli (aminotransferasa aspàrtica, EC2.6.1.1) amb el grup prostètic PLP unit a un residu e-amino de la lisina 258 formant una base de Schiff [estructura resolta per A. Okamoto , T. Higuchi, K. Hirotsu, S. Kuramitsu i H. Kagamiyama (1993)]

En Construcción - Si amigos, de obras en casa... Lo peor de lo peor, estoy en el comedor entre la nevera y el microondas... Dentro de unos dias tendré que ir al gimnasio para ducharme (para eso me he apuntado, pq hacer ejercicio...) EL ritmo de actualizaciones es pésimo como se puede verificar, y es que para actualizar a desgana pues mejor no actualizar. Hace calor, ya era hora coño. Mucho calor. Odio el frio... Mooooooooolan los nuevos temas de Hard Life, mucho. Dentro de menos de un mes es mi cumpleaños, ya hay canas y esas cosas, es curioso el paso del tiempo, nos hacemos menos jóvenes pero molamos igual que no??? Os recomiendo encarecidamente la película: Crash. Obra maestra, ahi lo dejo. En fin amics, poco que decir... que bien puedo coger una natilla de chocolate de la nevera sólo estirando el brazo, es lo bueno... Cuidense! - Fotolog
Estructura de la fosforilasa de glucogen b (EC2.4.1.1) amb el grup prostètic PLP unit a un residu e-amino de la lisina 680 formant una base de Schiff [estructura resolta per D. Barford, SHHu i LN Johnson (1991), únicament apareix el monòmer]

 

 
 En les reaccions de transaminació, el PLP s'interconverteix a PMP. La reacció del PMP format amb el grup carbonil del cetoácido (segon substrat de la transaminasa) genera una nova base de Schiff que evoluciona cap a la regeneració del PLP i la formació d'un nou aminoàcid. A diferència del PLP, el 5'fosfato de piridoxamina està unit a la proteïna mitjançant interaccions no covalents en què el seu grup fosfat està fortament implicat.

En la forma PMP, la vitamina B6 està implicada en la síntesi de 3,6-didesoxiazúcares, actuant també com a coenzim i catalitzant una reacció de desoxigenació. Aquesta reacció també implica la formació d'una Base de Schiff amb el grup carbonil del sucre (substrat). Actualment la piridoxamina (piridorina) s'utilitza com a producte inhibidor de la formació de AGEs (Advanced Glycation End products) en el tractament dels problemes associats amb la diabetis, per la seva gran capacitat com a agent eliminador de grups carbonils, no únicament de la glucosa inicial, sinó també dels productes generats.

El nostre grup està interessat en diferents aspectes de la reactivitat de les formes aldehid i amina de la Vitamina B6, així com en l'estabilitat de les bases de Schiff formades i la seva posterior evolució, depenent dels reactius específics i de les condicions de l'entorn.
 
 
En Construcción - Si amigos, de obras en casa... Lo peor de lo peor, estoy en el comedor entre la nevera y el microondas... Dentro de unos dias tendré que ir al gimnasio para ducharme (para eso me he apuntado, pq hacer ejercicio...) EL ritmo de actualizaciones es pésimo como se puede verificar, y es que para actualizar a desgana pues mejor no actualizar. Hace calor, ya era hora coño. Mucho calor. Odio el frio... Mooooooooolan los nuevos temas de Hard Life, mucho. Dentro de menos de un mes es mi cumpleaños, ya hay canas y esas cosas, es curioso el paso del tiempo, nos hacemos menos jóvenes pero molamos igual que no??? Os recomiendo encarecidamente la película: Crash. Obra maestra, ahi lo dejo. En fin amics, poco que decir... que bien puedo coger una natilla de chocolate de la nevera sólo estirando el brazo, es lo bueno... Cuidense! - Fotolog
Perspectiva de l'intermedi més Important en la reacció de transiminació de compostos anàlegs del PLP: la diamina geminal. L'intermedi es va determinar mitjançant càlculs PM3. A la figura es poden observar dues molècules d'aigua que actuen com a veritables reactius en el complex sistema de ponts d'hidrogen formats en el transcurs de la reacció. (A. Salvà, J. Donoso, J. Frau, F. Muñoz. Int J. Quant. Chem 89, 48-56 (2002))
 

 Publicacions relacionades

 

Photo induced processes in vitamin B6 compounds B. Vilanova, M. Adrover, F. Muñoz and J. Donoso. Chemistry and Biodiversity,1, 1073-1090 (2004)

FT-IR study of pyridoxamine 5'-phosphate A. Salvà, J.Frau, F. Muñoz, B. Vilanova and J. Donoso. Biochimica and Biophysica Acta, 1647, 83-87 (2003)

Theoretical studies on transimination of vitamin b6 analogues. A. Salvà, J. Donoso, J. Frau, F. Muñoz. Int. J. Quant. Chem. 89, 48-56 (2002)

Theoretical studies on Schiff base formation of vitamin b6 analogues. A. Salvà, J. Donoso, J. Frau, F. Muñoz. J. Mol. Struc. (THEOCHEM) 577, 229-238 (2002)

Solvent effects on the tautomerization of 5'-deoxypyridoxal. A photophysical study. M.A. Vázquez, J. Donoso, F. Muñoz, I. Fernández de Piérola, F. García Blanco and G. Echevarría. Photochem. Photobiol. 57, 923-928 (1993)

Quantitative description of the absorption spectra of the coenzyme in glycogen phosphorylases based on log-normal distribution curves. J. Donoso, F. Muñoz and F. García Blanco. Biochem. J. 292, 225-229 (1993)

Transimination reaction between pyridoxal-5'-phosphate schiff bases with dodecylamine and amino acids. M.A. Vázquez, F. Muñoz, J. Donoso and F. García Blanco. J. Phys. Org. Chem. 5, 142-154 (1992)

Kinetic study of stability Schiff base of Pyridoxal 5'-phosphate and leucine in water media with cationic surfactants. M.A. Vázquez, F. Muñoz, J. Donoso, and F. García Blanco. Helv. Chim. Acta, 75, 1029-1038 (1992)

Schiff bases between Pyridoxal 5'phosphate and dodecylamine. Kinetic study. M.A. Vázquez, F. Muñoz, J. Donoso, and F. García Blanco. Int. J. Chem. Kin. 24, 67-78 (1992)

Amino acid catalytic effect on the transmination reaction between pyridoxal 5'-phosphate and l-serine. M.A. Vázquez, F. Muñoz, J. Donoso, and F. García Blanco. J. Mol. Catal. 68, 105-122 (1991)

Band-shape analysis and resolution of electronic spectra of pyridoxal 5'-phosphate with amino acids. M.A. Vázquez, F. Muñoz, J. Donoso, and F. García Blanco. J. Chem. Soc. Perkin Trans 2, 275-281 (1991)

Formation of Schiff bases of 5'-deoxypyridoxal and hexylamine in aqueous and non-aqueous media. M.A. Vázquez, J. Donoso, F. Muñoz, F. García Blanco, M. A. García del Vado and G. Echevarría. J. Chem. Soc. Perkin Trans 2, 1143-1147 (1991)

Spectroscopic study of the Schiff bases of dodecylamine with pyridoxal 5'-phosphate and 5'-deoxypyidoxal. A model for the Schiff bases of pyridoxal 5'phosphate in biological systems. M.A. Vázquez, F. Muñoz, J. Donoso, and F. García Blanco. Biochem J. 279, 759-767 (1991)

Influence of the side chain on the stability of Schiff bases formed between pyridoxal 5'phosphate and amino acids. M.A. Vázquez, F. Muñoz, J. Donoso, and F. García Blanco. Int. J. Chem. Kin. 22, 905-914 (1990)

Schiff bases of 5'-deoxypyridoxal with n-hexylamine in water-dioxane mixtures: influence of polarity of the medium on the catalysis of formation. M.A. Vázquez, F. Muñoz, J. Donoso, F. García Blanco, A. Garcia del Vado and G. Echevarría. J. Mol. Catal. 59, 137-145 (1990)

Kinetic study of the Schiff-base formation between glycine and pyridoxal 5'-phosphate (PLP), pyridoxal (PL) and 5'deoxypyridoxal (DPL). M.A. Vázquez, G. Echevarría, F. Muñoz, J. Donoso, and F. García Blanco. J. Chem. Soc. Perkin Trans 2, 1617-1622 (1989)

Influence of polarity of the medium on the catalysis of formation and stability of the schiff base from pyridoxal 5'phosphate and n-hexylamine. A. Garcia del Vado, G. Echevarría, A. García-Espantaleón, J. Donoso, F. Muñoz and F. García Blanco. J. Mol. Catal. 44, 313-322 (1988)

Study of the hydrolysis and ionization constants of Schiff base from pyridoxal 5'-phosphate and n-hexylamine in partially aqueous solvents. An application to phosphorylase b. J. Donoso, F. Muñoz, A. Garcia del Vado, G. Echevarría, A. García-Espantaleón, and F. García Blanco. Biochem. J. 236, 137-144 (1986)