An organic O donor for biological hydroxylation reactions
Un donneur d'O organique pour les réactions biologiques d'hydroxylation
Abstract
All biological hydroxylation reactions are thought to derive the oxygen atom from one of three inorganic oxygen donors, O 2 , H 2 O 2, or H 2 O. Here, we have identified the organic compound prephenate as the oxygen donor for the three hydroxylation steps of the O 2 -independent biosynthetic pathway of ubiquinone, a widely distributed lipid coenzyme. Prephenate is an intermediate in the aromatic amino acid pathway and genetic experiments showed that it is essential for ubiquinone biosynthesis in Escherichia coli under anaerobic conditions. Metabolic labeling experiments with 18 O-shikimate, a precursor of prephenate, demonstrated the incorporation of 18 O atoms into ubiquinone. The role of specific iron–sulfur enzymes belonging to the widespread U32 protein family is discussed. Prephenate-dependent hydroxylation reactions represent a unique biochemical strategy for adaptation to anaerobic environments.
On pense que toutes les réactions biologiques d'hydroxylation dérivent l'atome d'oxygène de l'un des trois donneurs d'oxygène inorganiques, O 2 , H 2 O 2 ou H 2 O. Ici, nous avons identifié le préphénate de composé organique comme donneur d'oxygène pour les trois étapes d'hydroxylation. de la voie de biosynthèse O 2 indépendante de l'ubiquinone, un coenzyme lipidique largement distribué. Le préphénate est un intermédiaire dans la voie des acides aminés aromatiques et des expériences génétiques ont montré qu'il est essentiel à la biosynthèse de l'ubiquinone chez Escherichia coli dans des conditions anaérobies. Des expériences de marquage métabolique avec le 18 O-shikimate, un précurseur du préphénate, ont démontré l'incorporation d'atomes de 18 O dans l'ubiquinone. Le rôle des enzymes fer-soufre spécifiques appartenant à la famille très répandue des protéines U32 est discuté. Les réactions d'hydroxylation dépendantes du préphénate représentent une stratégie biochimique unique d'adaptation aux environnements anaérobies.
