Koproporfyrinogeenioksidaasi

Koproporfyrinogeenioksidaasi on oksidoreduktaaseihin kuuluva entsyymi. Entsyymi katalysoi koproporfyrinogeeni III:n hapettumista protoporfyrinogeeni IX:ksi. Koproporfyrinogeenioksidaasi osallistuu hemiryhmän ja muiden porfyriinien sekä klorofyllin biosynteesiin ja sitä tavataan kaikista eliöistä. Entsyymin EC-numero on EC 1.3.3.3.

Rakenne ja toiminta
Koproporfyrinogeenioksidaasista on kaksi muotoa, jotka ovat aitotumaisilla eliöillä tavattava happea vaativa aerobinen entsyymi ja esitumaisten anaerobisissa oloissa toimiva entsyymi. Aerobinen entsyymi on rakenteeltaan kahdesta samanlaisesta alayksiköstä muodostuva dimeeri. Tyypillisesti sen molekyylimassa on 70–80 kDa.

Koproporfyrinogeenioksidaasin katalysoiman reaktion mekanismi ei ole täysin selvillä. Entsyymi ei vaadi toimiakseen koentsyymejä ja hapettaa kaksi koproporfyrinogeeni III:n neljästä propionihapporyhmästä vinyyliryhmiksi. Erään ehdotetun mekanismin mukaan ensimmäisessä vaiheessa propionihapporyhmät hapettuvat hapen vaikutuksesta hydroksyylipropionihapporyhmiksi. Tästä eliminoituisi ensin vesimolekyyli, jolloin muodostuu tyydyttymätön eksosyklinen välivaihe. Tämän jälkeen tapahtuu toinen eliminaatioreaktio, jossa lähtevänä ryhmänä on hiilidioksidi ja muodostuu vinyyliryhmä. Reaktio on vaiheittainen ja välivaiheena muodostuu niin kutsuttu harderoporfyrinogeeni, jossa yksi karboksyyliryhmä on eliminoitunut, mutta toinen ei. Toinen ehdotettu mekanismi johtaa samaan eksosykliseen välivaiheeseen, ja siinä välivaihe muodostuu jonkin hydridin vastaanottavan ryhmän avustamana. Kolmannen ehdotetun mekanismin mukaan entsyymi vastaanottaa ensin protonin koproporfyrinogeeni II:n pyrrolirenkaalta, jolloin muodostuu atsasyklopentadienyylianioni. Tämä anioni reagoi additioreaktiolla hapen kanssa muodostaen pyrroliperoksidianionin. Tämä anioni on riittävän emäksinen ottamaan vastaan protonin sivuketjun hiileltä, ja tuotteena muodostuu sama eksosyklinen välivaihe kuin kahdessa aikaisemmin mainitussa mekanismissa. Anaerobisen entsyymin katalysoima reaktio on todennäköisesti radikaalireaktio.

Koproporfyrinogeenioksidaasin toiminta on heikentynyt harvinaisessa porfyrioihin kuuluvassa sairaudessa perinnöllisessä koproporfyriassa. Se periytyy dominantisti autosomien välituyksellä. Oireina ovat ihon valoherkkyys, maksan toimintahäiriöt ja neurologiset oireet.

Lähteet

Oksidoreduktaasit