Carbamoil Fosfatu Sintetasa I

La Carbamoil Fosfatu Sintetasa I  (CPSI) ye una enzima lligasa asitiada na mitocondria y rellacionada cola producción d'urea. La CPSI tresfier un grupu amoniu de la glutamina a una molécula bicarbonatu que foi fosforilada por una molécula d'ATP. El carbamatu resultante ye dempués fosforilao con otra molécula d'ATP más. La molécula resultante del carbamoil fosfatu abandonará yá l'enzima.

Cadarma de la CPSI
El CPSI ye un heterodímeru con una subunidá pequeña y otra grande que tienen unos 382 y 1073 residuos d'aminoácidosJames B. Thoden‡, Xinyi Hua, et al. “Carbamoyl-phosphate Synthetase: Creation of an Escape Route for Ammonia.” From the ‡Department of Biochemistry, University of Wisconsin, Madison, Wisconsin, 53706-1544 and the §Department of Chemistry, Texas A&M University, College Station, Texas 77843-3012. http://www.jbc.org/cgi/reprint/277/42/39722.pdf . La subunidá pequeña contién un sitiu activu pa la xunión y desaminación de glutamina pa tresformala en glutamatu y amoniacu. La subunidá grande contién dos sitios activos, unu pa la producción de carboxifosfatu y l'otru pa la producción de carbamoil fosfatuSUE GLENN POWERS, “Inhibition of Carbamyl Phosphateof Wisconsin, Madison, Wisconsin 53705, and Depart Synthetase by PI, P5-Di (adenosine 5’) - pentaphosphate EVIDENCE FOR TWO ATP BINDING SITES.” From the Department ofBiochemistry, Cornell University Medical College, New York, New York 10021. http://www.jbc.org/cgi/reprint/252/10/3558James B. Thoden, Hazel M. Holden, et al (1997). “Structure of Carbamoyl Phosphate Synthetase: A Journey of 96 Å from Substrate to Product.” Institute for Enzyme Research, Graduate School, and Department of Biochemistry, College of Agriculture, UniVersity ment of Chemistry, Texas A&M UniVersity, College Station, Texas 77843. http://pubs.acs.org/cgi-bin/article.cgi/bichaw/1997/36/i21/pdf/bi970503q.pdf. Na subunidá grande hai dos dominios (B y C), ca ún con un sitiu activu de la familia l'ATP. Coneutando les dos subunidaes hai un túnel dpel que pásase l'amoniu de la subunidá pequeña a la grandeJungwook Kim and Frank M. Raushel (2004). “Perforation of the Tunnel Wall in Carbamoyl Phosphate Synthetase Derails the Passage of Ammonia between Sequential Active Sites.” Department of Chemistry, Texas A&M UniVersity, P.O. Box 30012, College Station, Texas 77842-3012. http://pubs.acs.org/cgi-bin/article.cgi/bichaw/2004/43/i18/pdf/bi049945+.pdf.


Mecanismu de la CPSI
La reacción completa qu'asocede cola CPSI ye:

2ATP + HCO3-- + Glutamina --> 2ADP + Carbamoil fosfatu + glutamatu + Pi

Esta reacción pue ser clasificada suxetivamente en cuatro pasos estremaos.
 1. Fosforilación del bicarbonatu
 2. La glutamina pierde'l grupu amoniu
 3. L'amoniu ataca al carboxifosfatu, dando carbamatu
 4. El carbamatu ye fosforilao pa dar carbamoil fosfatu

D'estos cuatro pasos sólo'l dos, la desaminación de glutamina pa dar amoniu, ye conocío por tener resudios aminoacídicos con participación activa, Cys269 ya His353. Los otros tres pasos lu que más empleguen son un residuu aminoacídicu pa dar puentes d'hidróxenu con sustratos. hai un videu d'esti mecanismu disponible 

Estudios recientes del mecanismu
Viose que dambos sitios de xunión a ATP na subunidá grande de la CPSI son equivalentes na so cadarma. un estudiu reciente investigó la interxunión ente esos dos dominios (dominios B y C) y atopóse la evidencia de que tan empareyaos. Esti doble dominiu de xunión a ATP funciona de mena qu'una molécula d'ATP xunía a un de los dos sitios (dominiu C) conformacionalmente permite la síntesis nel otru dominiu (dominiu B). Si estu fore verdá el mecanismu de síntesis de carbamoil fosfatu taría significantemente alterao. En llugar de formase carbamoil fosfatu nun quintu pasu (posterior a los 4 enantes indicaos) espulsando ADP, éste taría formao nel pasu 4 por protonización del grupu alcohol y dempués siendo tresformao n'agua.MICHAEL KOTH*, BINNUR EROGLU, et al. “Novel mechanism for carbamoyl-phosphate synthetase: A nucleotide switch for functionally equivalent domains.” Department of Biology, Northeastern University, Boston, MA 02115 http://www.pnas.org/cgi/reprint/94/23/12348.pdf?ck=nck.


Regulación
La CPSI ye regulada alostéricamente por nucleótidos de purina y pirimidina, onde'l primeru ye activa alostéricamente l'enzima y el caberu lu inhibe, temién alostéricamente. Tamién se vió que la ornitina ye un activador alostéricu de la CPSI. Altos niveles d'amoniacu tamién activen la CPSI dimientres que los baxos niveles inhiben l'actividá CPSI. Tolos sitios de xunión alostérica tan asitiaos na subunidá grande del enzimaALTON MEISTER. “MECHANISM AND REGULATION OF THE GLUTAMINE-DEPENDENT CARBAMYL PHOSPHATE SYNTHETASE OF ESCHERZCHZA COLI.” Department of Biochemistry, Cornell University Medical College, New York, New York 10021.

CPSI y metabolismu
La CPSI xuega un papel vital nel metabolismu proteicu y del nitróxenu. Una vegada que l'amoniacu foi garrao haza la mitocondria vía glutamina, o glutamatu, ye llabor de la CPSI l'añadir esi grupu amoniu a bicarbonatu con un grupu fosfatu pa dar carbamoil fosfatu. El carbamoil fosfatu ye llueu introducío nel ciclu la urea pa crear urea de forma eventual. La urea pue dempés ser tresfería reversiblemente haza'l torrente circulatoriu y d'ehí haza los reñones pa la so filtración y posterior escreciónDavid Nelson and Michael Cox. “Principles of Biochemistry, fourth edition.” Pgs 666-669.

Problemes sanitarios rallacionaos cola CPSI
El problema cimeru tien bas xenética. A vegades el cuerpu nun produz suficiente CPSI debio a una mutación nel códigu xenéticu. Si pasa estu el cuerpu nun pu metabolizar proteínas nin nitróxenu en bona midía, de forma que los niveles d'amoniu y nitróxenu medren en sangre. Ésto ye peligrosu por mor de que l'amoniu ye pertóxicu pal cuerpu y especialmente pal sistema ñervosu y pue causar deficiencies mentales y otros daños.

 Referencies 

Categoría:Bioquímica
Categoría:Química