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Paloma Monroig
Elane Rivera
Roxanne Almodóvar
William Serrano
Hector Rodriguez
Juan Nieves
Jean C. Seda
Oxidasa
Hola, estoy en busca de electrones para mi amigo oxígeno!
GRUPO 1
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-Definición y Características de las Oxidasas
-Ejemplos Generales y su importancia fisiológica
-Familias específicas
* Citocromo-oxidasas (mecanismo)
* Amino-oxidasas (estructura)
* Glucosa-oxidasas (reacción química)
* Sulfidril-oxidasas (ejemplo)
-Citocromo P450
-Mecanismo General de una Oxidasa
-Prueba bioquímica
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Es una sub-clase de oxidoreductasa que cataliza una reacción REDOX que envuelve oxígeno molecular (O2) como el aceptador final de electrones.
Las oxidasas reducen oxígeno a uno de los siguientes:-Agua-Peróxido de hidrógeno-Superóxido (o especies tóxicas)
Óxido
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-Las bacterias pueden tener más de una oxidasa.
-Las oxidasas son expresadas bajo distintas condiciones de crecimiento.
-Difieren entre sí de acuerdo a su afinidad por:
* Oxígeno molecular* Inhibidores* Actividad realizada para bombear protones.
- Por ser parte de las reacciones metabólicas que oxidan y degradan nutrientes y sustancias complejas a otras más simples, son catabólicas (fase desasimilativa).
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Oxidasa Localización Importancia Fisiológica Microorganismos que la Poseen
Citocromo
Anclada en la membrana
interna
Participa en respiración celular y en cadena de transporte de
electrones.
Pseudomonas, Pasteurella, Neisseria, Aeromonas, Vibrio, Campylobacter, Brucella,
Acinetobacter, Moraxella, Agrobacterium, Bordetella, Flavobacterium, Achromobacter,
Micrococcus, Alcaligenes, Plesiomonas, Legionella, Escherichia coli.
AminoPeriplasma y/o
Citoplasma
Metabolismo celular y extracelular de aminas. Proveen
una ruta para la asimilación de N y C de fuentes de aminas inusuales.
Arthrobacter globiformis, Escherichia coli
LysilEnzima
extracelular
Participa en la formación y reparo de matriz extracelular mediante la oxidación de residuos de lisina en
elastina y colágeno. Estabilizan proteínas fibrosas. Su capacidad
catalítica depende de un cofactor de cobre y de carbonilo.
Pichia pastoris
ArseniteAnclada a la membrana
Reguladores responsables de diversas transformaciones de As,
en particular la reducción, oxidación y metilación, todo lo
cual contribuye en el transporte y los ciclos biogeoquímicos de As
Alcaligenes faecalis, Aeropyrum pernix, Sulfolobus tokodaii, Chloroflexus aurantiacus
Laccase- Oxidación de substratos, tales
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Laccase-like
multicopper
Enzima extracelular
Oxidación de substratos, tales como fenoles, diaminas y metales, en adición a la reducción de O2 a
H2O.
Agrmyces salentinus, Sinorhizobium morelense,Saccharomyces cerevisae
SulfitoAnclada a la membrana
Cataliza la reacción de SO3-2 a SO4
-3
con el ferricitocromo c como el aceptador de electrones.
Aspergillus nidulans
Ubiquinol
Anclada a la membrana. Membrana plasmática, lisosomas,
retículo endoplásmico y aparato de
Golgi.
Participa en la respiración de hidrógeno y es un cargador entre
NADH, las succionatodeshidrogenasas y el sistema de
citocromos. Es importante para la transportación lineal de electrones a través de la
membrana y la translocación de Hi
Escherichia coli, Gluconobacter suboxydans, Photobacterium phosphoreum, Acetobacteraceti, Paracoccus denitrificans, Sulfolobus
acidocaldarius, Bacillus subtilis, Brucella suis
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Citocromo oxidasas
• Superfamilia COX se encuentra en bacterias, archeas y eucariotas.
• Clases principales:
▫ Citocromo c oxidasa
Citocromo aa3 (2 grupos hemos a)
Citocromo caa3 (2 grupos hemos a y un grupo hemo c)
Citocromo co (1 grupo hemos c y otro b)
▫ Quinol oxidasa
Citocromo o (hemo b y hemo c)
Citocromo d (hemo b y hemo d)
Citocromo a1 (hemo b y hemo a)
Citocromo aa3 (2 grupos hemos a)
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Cyt c
4e-
4e-
ae-4e-
a3
Cu B
H+
H+
H+
02
H+
4H+
H+H+H+
H+H+H+
H+H+ADP + Pi
II
I
IN
OUT
ATP
Citocromo C oxidasa
H+
H+
H+
H+
Paracoccus
denitrificans
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4e-
4e-
bd
H+
02
H+
H+
H+
ADP + Pi
II
I
IN
OUT
ATP
Quinol oxidasa
b
Escherichia
coli
No hay una bomba de protones
No utiliza cobre
H+
4H+
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4e-
a3
H+
02
H+
H+
H+
ADP + Pi
II
I
IN
OUT
ATP
Quinol oxidasa bo3 Escherichia
coli
No utiliza cobre
H+
4H+
H+H+H+
H+H+H+H+
H+H+H+
H+H+H+H+
Cu B
4e- b
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• Son enzimas reguladoras que catalizan la oxidación de un amplio rango de aminas biogénicas incluyendo muchos neurotransmisores, histamina y aminas xenobióticas.
“flavin-containing monoamine oxidases”
(mayormente estudiada en eucariotas)
“copper-containing amine oxidases ”
(identificada en bacterias, levaduras, filamentos de hongos, plantas y animales).
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En procariotas y algunos eucariotas, esta enzima provee una ruta para la utilización de varios sustratos amínicos proveídos por fuentes de nitrógeno y carbono.
Estructura :
Amino-oxidasas:
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-Proteína dimérica que cataliza la oxidación de beta-D-glucosa a D-glucono-1,5-lactona, que luego se hidroliza a ácido glucónico.
-Se extrae comúnmente de Aspergillus niger.
-Utilizada en biosensores para detectar los niveles de glucosa y conocer el número de electrones pasadospor la enzima, midiendo la diferencia en cargaconectando un electrodo.
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Reacción que cataliza la enzima glucosa oxidaza
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-Proteínas recien sintetizadas en el periplasma son quienes le donan los electrones.
-Luego pasan los electrones a la cadena de transporteen la membrana interna (y finalmente a oxígeno).
-Las reacciones REDOX de estas proteínas permitenla adquisición de conformaciones funcionales de proteínas periplásmicas.
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Sulfidril oxidasa Erv1 (puede estar presente en virus, hongos, plantas o animales)
Herrmann, JM 2007; et al.
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• El citocromo P-450 es una hemoproteína con un grupo hemo(Fe-protoporfirina IX) como grupo prostético y que se encuentra en numerosas especies.
• Es el principal responsable del metabolismo oxidativo de los xenobióticos (compuesto q el organismo no puede degradar).
• En la reacción tipica catalizada por el citocromo P450, la monooxigenasa incorpora un átomo de oxígeno a un sustrato.
Se resume en:
RH + NADPH + H+ + O2 -> ROH + NADP+ + H2O
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Donante
Oxidasa
O2 =
Óxido
MECANISMO GENERAL:
• Cuando la oxidasa pasa los electrones a oxígeno, los mismos no se incorporan sustrato orgánico, en cambio oxígeno acepta los electrones que han sido donados por sustratos orgánicos y pasados por otros intermediarios para convertirlo en 1 de 3 productos.
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Prueba Bioquímica: Oxidasa Determina la presencia de enzimas oxidasas
Principio de la Prueba:Citocromo C oxida al aceptador artificial de electrones de tetrametil p-fenilenediamina (al 1%).
Procedimiento:- Método en placa directa
Agregar directamente 2-3 gotas de reactivo sin inundar todo el estriado.
Con el reactivo se produce en unos 10-15 segundos color violeta.
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Principio de la Prueba:Citocromo C oxida al aceptador artificial de electrones del Reactivo de Kovac (tetramethyl p-fenilenediamina)
Procedimiento:
- Método en placa directaAgregar directamente 2-3 gotas de reactivo a algunas colonias. Sin inundar toda la placa y no invertirla.
Observar los cambios de color. Con el reactivo de Kovacs la reacción se produce en unos 10-15 segundos (color violeta).
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Relevancia Energética
• La presencia de oxidasa se utiliza como característica fisiológica de identificación de cepas bacterianas.
• La prueba bioquímica de oxidasas determina si una bacteria produce citocromo oxidasas, por lo cual determina si utiliza oxígeno con una cadena de transporte de electrones.
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Accésalo en el blog del grupo 1: MIKROMINDS
grupo1fismic.wordpress.com
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MR Parsons, MA Cvery, CM Wilmot, KDS Yadav, V Blakeley, AS Corner, SEV
Phillips, MJ McPherson, PF Knowles. Crystal structure of a quinoenzyme: copper amine oxidase of
Escherichia coli at 2 å resolution. Structure. Pages 1171-1184
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REFERENCIAS