Glyserolidehydrataasi

Glyserolidehydrataasi on lyaaseihin kuuluva entsyymi. Glyserolidehydrogenaasia tavataan useissa bakteereissa ja viruksissa. Se osallistuu näissä eliöissä glyserolin aineenvaihduntaan. Glyserolidehydrataasin EC-numero on EC 4.2.1.30. Entsyymiä voidaan käyttää orgaanisen kemian synteeseissä.

Rakenne ja ominaisuudet
Glyserolidehydrataasi koostuu tyypillisesti kahdesta tai useammasta alayksiköstä. Yksiköt voivat olla keskenään erilaisia, kuten Klebsiella-suvun bakteereilla, joilla toinen on massaltaan suurempi ja toinen pienempi. Yksiköt voivat myös olla keskenään samanlaisia. Esimerkiksi Lactobacillus reuteri -lajin entsyymi koostuu neljästä keskenään samanlaisesta alayksiköstä. Glyserolidehydrataasi vaatii koentsyymikseen kobamamidien eli adenosyylikobalamiinin. Glyserolidehydrataasi käyttää substraattinaan erityisesti glyserolia, josta se muodostaa 3-hydroksipropanaldehydiä. Entsyymi voi käyttää substraatteinaan eräitä muitakin polyalkoholeja, kuten glykolia ja propyleeniglykolia, joista muodostuu asetaldehydiä ja propionialdehydiä. Korkeat glyserolipitoisuudet inhiboivat glyserolidehydrataasin, ja inaktivoituneen entsyymin aktivoimiseen tarvitaan toinen entsyymi, glyserolidehydrataasireaktivaasi.

Glyserolidehydrataasin katalysoiman reaktion mekanismin ensimmäisessä vaiheessa kofaktorina toimivan kobamamidin koboltti-ionin ja adenosyyliryhmän välinen sidos katkeaa, jolloin adenosyyliryhmästä muodostuu radikaali. Tämä radikaali reagoi glyserolin kanssa ottaen tältä vastaan protonin abstraktioreaktiolla, jolloin glyserolista muodostuu radikaali. Tämä radikaali toisiintuu niin kutsutuksi visinaaliseksi dioliksi, jossa samaan hiiliatomiin on sitoutunut kaksi hydroksyyliryhmää. Tuote on edelleen radikaali, joka ottaa vastaan protonin adenosyyliryhmältä, jolloin muodostuu uudelleen adenosyyliradikaali. Tuote on visinaalinen dioli, joka hajoaa hydroksipropionaldehydiksi ja vedeksi.

Glyserolidehydrataasin tuote voidaan edelleen pelkistää 1,3-propaanidioliksi erään alkoholidehydrogenaasin katalysoimana. 1,3-propaanidiolin teollinen tuotanto perustuu bioteknilliseen prosessiin lähtien glyserolista, ja glyserolidehydrataasilla on siinä keskeinen entsyymi.

Lähteet

Lyaasit