La metilcrotonil-CoA carboxilasa (MCC) () es una enzima que cataliza la reacción de carboxilación del ácido 3-metilcrotónico (vía éster con la coenzima A) a ácido 3-metilglutacónico.
3-metilcrotonoil-CoA + HCO3- + ATP 3-metilglutaconil-CoA + ADP + fosfato
thumb|center|450px|Figura 1. 3-metilcrotonil-CoA
Utiliza como cofactor la biotina. Se localiza en la mitocondria. Usa bicarbonato como fuente del grupo carboxilo para catalizar la carboxilación de un carbono adyacente a un carbonilo, llevando así a cabo la cuarta etapa del metabolismo del aminoácido esencial leucina.Bruice, Paula Y. Organic Chemistry. New Jersey: Prentice Hall, 2001. 1010-1011.
Isozimas
En el ser humano se conocen dos isozimas de la metilcrotonil-CoA carboxilasa:
Metilcrotonil-CoA carboxilasa 1 o alfa. MCC1 o MCCA. Contiene un dominio del unión del ATP, un dominio biotina carboxilasa y un dominio de unión de la biotina. Metilcrotonil-CoA carboxilasa 2 o beta. MCC2 o MCCB. Contiene un dominio carboxiltransferasa.
La enzima se presenta como un dodecámero compuesto probablemente por seis unidades alfa que contienen biotina y seis unidades beta.
Función
Durante la degradación de los aminoácidos de cadena ramificada, la metilcrotonil-CoA carboxilasa lleva a cabo en una sola etapa la rotura de la leucina en acetil-CoA y acetoacetato.Berg, Jeremy M., John L. Tymoczko, Lubert Stryer. Biochemistry. New York: Freeman, 2002. 652-653. La MCC cataliza la carboxilación del 3-metilcrotonil-CoA a 3-metilglutaconil-CoA. El 3-metilglutaconil-CoA es entonces hidratado para producir 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA. El 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA es roto en dos moléculas, acetil-CoA y acetoacetato.
Las mutuaciones puntuales y los borrados en los genes que codifican la MCC pueden causar la deficiencia en MCC, un error en el metabolismo que se presenta con vómitos, acidosis metabólica y concentración muy baja de glucosa y carnitina en el plasma.Stipanuk, Martha H. Biochemical and Physiological Aspects of Human Nutrition. New York: Saunders, 2000. 535-536.
Mecanismo
El bicarbonato es activado por la adición de ATP, incrementándose así la reactividad del bicarbonato. Una vez el bicarbonato está activado, la porción biotina de la metilcrotonil-CoA carboxilasa realiza un ataque nucleófilico sobre el bicarbonato activado para formar la carboxibiotina que queda unida a la enzima. La porción carboxibiotina de la MCC puede entonces realizar un ataque nucleofílico transfiriendo el grupo carboxilo al sustrato, 3-metilcrotonil-CoA, para formar 3-metilglutaconil-CoA.
Regulación
La metilcrotonil-CoA carboxilasa no es regulada por las moléculas pequeñas o por factores hormonales y de la dieta.
Referencias
Categoría:EC 6.4.1