Ferrokelataasi

Ferrokelataasi tai protoporfyriiniferrokelataasi on lyaaseihin kuuluva entsyymi, joka katalysoi rauta-ionien kelatoitumista protoporfyriini IX:n ja tuotteena muodostuu hemimolekyyli. Ferrokelataasia tavataan kaikista monissa aitotumaisissa eliöissä ja eräissä bakteereissa. Ferrokelataasin EC-numero on EC 4.99.1.1.

Rakenne ja toiminta
Rakenteeltaan ferrokelataasi on kahdesta samanlaisesta alayksiköstä koostuva dimeeri. Ihmisen entsyymin molekyylimassa on 80–84 kDa. Eläinten lisäksi ferrokelataasia tavataan muun muassa kasveissa ja bakteereissa. Entsyymi on kiinnittynyt mitokondrioiden sisäkalvoon. Aitotumaisten eliöiden ferrokelataasi sisältää koentsyyminään raudan ja rikin muodostaman klusterin ja on siis rauta-rikkiproteiini. Bakteereilla osa ferrokelataaseista sisältää tämän klusterin, osa ei. Osa bakteerien ferrokelataaseista on rakenteeltaan monomeerejä. 

Ferrokelataasi hyväksyy substraateikseen protoporfyriini IX:n lisäksi myös eräitä muita porfyriinejä kuten hematoporfyriinin, mesoporfyriinin ja deuteroporfyriinin. Raudan lisäksi entsyymi voi liittää porfyriineihin myös jonkin muun metalli-ionin esimerkiksi koboltin tai sinkin. Ferrokelataasi katalysoi metalli-ionin ja porfyriinin pyrrolirenkaiden typpiatomien välisten sidosten muodostumista. Jotta sidos metalliatomin välille muodostuu, katalysoi entsyymi rakenteen muutoksen porfyriinimolekyylissä ja rakenne muuttuu tasomaisesta hieman taipuneeksi. Tämän jälkeen entsyymi katalysoi ionin ja porfyriinin välisten sidosten muodostumista ja viimeinen vaihe on kahden protonin vastaanottaminen porfyriinimolekyyliltä. Hemiryhmä on ferrokelataasin inhibiittori ja hemin määrä säätelee entsyymin aktiivisuutta. Muita entsyymin inhibiittoreita ovat raskasmetallit kuten lyijy ja elohopea.

Ferrokelataasin puutteellinen toiminta johtaa porfyrioihin kuuluvaan harvinaiseen sairauteen erytropoieettiseen protoporfyriaan. Tässä sairaudessa protoporfyriini IX:ää kertyy elimistöön. Tämä molekyyli aiheuttaa auringonvalon vaikutuksesta happiradikaalien muodostumista, mikä ilmenee auringonvalon aiheuttamana allergisina iho-oireina. Tauti voi aiheuttaa myös maksan toimintahäiriöitä. Tauti periytyy autosomien välityksellä.

Lähteet

Lyaasit