أوكسيداز الكبريتيت

إنزيم سلفيت أوكسيداز ( EC 1.8.3.1 ) هو إنزيم موجود في ميتوكوندريا جميع حقيقيات النوى ، باستثناء الخمائر. يقوم هذا الإنزيم بأكسدة السلفيت إلى كبريتات ، ثم ينقل الإلكترونات الناتجة عبر السيتوكروم ج إلى سلسلة نقل الإلكترون ، مما يسمح بتوليد الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) في عملية الفسفرة التأكسدية . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} هذه هي الخطوة الأخيرة في استقلاب المركبات المحتوية على الكبريت ، ويتم إخراج الكبريتات.

إنزيم سلفيت أوكسيداز هو إنزيم فلزي يستخدم عاملًا مساعدًا _من نوع موليبدوبترين ومجموعة هيم (في حالة الحيوانات). وهو أحد السيتوكرومات b5 وينتمي إلى عائلة إنزيمات أوكسوترانسفيراز الموليبدينوم الفائقة التي تشمل أيضًا مختزلة ثنائي ميثيل سلفوكسيد ، وأوكسيداز الزانثين ، ومختزلة النتريت .

في الثدييات، تكون مستويات التعبير عن أكسيداز الكبريتيت عالية في الكبد والكلى والقلب، ومنخفضة جدًا في الطحال والدماغ والعضلات الهيكلية والدم.

يتكون إنزيم سلفيت أوكسيداز، وهو ثنائي متجانس، من وحدتين فرعيتين متطابقتين، إحداهما طرفية أمينية (N-terminal) والأخرى طرفية كربوكسيلية (C-terminal) . ترتبط هاتان الوحدتان بعشرة أحماض أمينية لتشكلا حلقة. تحتوي الوحدة الطرفية الأمينية على عامل مساعد هيمي ، يتألف من ثلاث صفائح بيتا متجاورة متوازية عكسيًا وخمسة حلزونات ألفا . أما الوحدة الطرفية الكربوكسيلية، فتضم عاملًا مساعدًا من الموليبدوبترين، محاطًا بثلاث عشرة صفيحة بيتا وثلاثة حلزونات ألفا. يحتوي هذا العامل المساعد على مركز موليبدينوم (VI)، مرتبط بذرة كبريت من السيستين ، ومجموعة إين-ديثيولات من البيرانوبترين، وذرتي أكسجين طرفيتين. عند مركز الموليبدينوم هذا، تحدث عملية الأكسدة التحفيزية للسلفيت.

يرتبط ربيطة البيرانوبترين بمركز الموليبدينوم عبر الإينيديثيولات. يتميز مركز الموليبدينوم بهندسة هرمية مربعة، ويختلف عن عائلة أوكسيداز الزانثين بتوجيه مجموعة الأكسو نحو الأسفل بدلاً من الأعلى.

يحتوي الموقع النشط لإنزيم سلفيت أوكسيداز على العامل المساعد موليبدوبترين ، ويدعم الموليبدينوم في أعلى حالة أكسدة له، وهي +6 (Mo ^VI ). في حالة الأكسدة للإنزيم، يرتبط الموليبدينوم بمجموعة ثيولات السيستين، ومجموعة ثنائي ثيولين الموليبدوبترين، وذرتي أكسجين طرفيتين ( أوكسوس ). عند تفاعله مع السلفيت، تنتقل ذرة أكسجين واحدة إلى السلفيت لإنتاج الكبريتات، ويُختزل مركز الموليبدينوم بإلكترونين إلى Mo ^IV . ثم يحل الماء محل الكبريتات، ويؤدي فقدان بروتونين (H ⁺ ) وإلكترونين (e- ⁾ إلى إعادة الموقع النشط إلى حالته الأصلية. من السمات الرئيسية لهذا الإنزيم الناقل لذرة الأكسجين أن ذرة الأكسجين المنقولة مصدرها الماء، وليس الأكسجين الجزيئي (O2 ₎ .

تنتقل الإلكترونات واحداً تلو الآخر من الموليبدينوم إلى مجموعة الهيم التي تتفاعل مع السيتوكروم ج لإعادة أكسدة الإنزيم. تدخل الإلكترونات الناتجة عن هذا التفاعل سلسلة نقل الإلكترون .

يُعد هذا التفاعل عمومًا التفاعل المحدد لمعدل التفاعل. عند تفاعل الإنزيم مع الكبريتيت، يُختزل بمقدار إلكترونين. ويُشير الجهد السالب المُلاحظ عند إعادة اختزال الإنزيم إلى تفضيل الحالة المؤكسدة.

من بين فئات إنزيمات الموليبدينوم، يُعد إنزيم سلفيت أوكسيداز الأكثر قابلية للأكسدة. مع ذلك، في ظل ظروف الرقم الهيدروجيني المنخفض، يصبح التفاعل التأكسدي عاملاً محدداً جزئياً لمعدل التفاعل.

يُعدّ إنزيم سلفيت أوكسيداز ضروريًا لاستقلاب الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت، السيستين والميثيونين، الموجودة في الأطعمة. ويؤدي نقص إنزيم سلفيت أوكسيداز الفعال إلى مرض يُعرف بنقص سلفيت أوكسيداز. يُسبب هذا المرض النادر، ولكنه مميت، اضطرابات عصبية، وإعاقة ذهنية، وتشوهات جسدية، وتدهورًا في الدماغ، والوفاة. تشمل أسباب نقص سلفيت أوكسيداز الفعال خللًا جينيًا يؤدي إلى غياب العامل المساعد موليبدوبترين، وطفرات نقطية في الإنزيم. ^{[ 8 ]} تُضعف طفرة G473D عملية التضاعف والتحفيز في سلفيت أوكسيداز البشري. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

• استقلاب الكبريت
• الكيمياء الحيوية غير العضوية

• الكبريتيت + الأوكسيداز في رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH) التابعة للمكتبة الوطنية الأمريكية للطب
• النشاط البحثي لمجموعة ساركار
• يوفر PDBe-KB نظرة عامة على جميع معلومات البنية المتاحة في بنك بيانات البروتين (PDB) لأكسيداز الكبريتيت البشري، الميتوكوندري.