Biochimica | Meccanismo di sintesi della S-adenosilmetionina.

S-adenosilmetionina è una molecola particolarmente reattiva che funge nella cellule da trasportatore di metili. E' infatti substrato di oltre 40 enzimi che pur essendo substrato specifici hanno in comune l'azione di metiltransferasi.
L'importanza della metilazione nella biologia molecolare è cruciale, basti pensare alla regolazione dell'espressione genica, in cui la metilazione di residui aa basici degli istoni, proteine che hanno la funzione di compattare il dna nel nucleo e prendere parte alla formazione della cromatina, comporta una compattazione della cromatina e questo ha come risultato una ipoespressione genica, per difficoltà nell'accesso da parte dei fattori di trascrizione alle regioni promotrici che sono appunti condensate sugli istoni.
La sintesi di questa molecola è catalizzata dall'enzima MAT ( = methionine adenosin transferase) che promuove il trasferimento di una molecola di adenosina dall'ATP alla metionina. Infatti i due substrati di MAT, sono ATP e la Metionina.
In questo processo, ATP, non funge da donatore di gruppi fosfato, ma da donatore di adenosina ( ribosio + adenina) mentre il trifosfato è il gruppo uscente. La metionina ( aa chirale essenziale, cioè è essenziale introdurlo con l'alimentazione) serve come nucleofilo, grazie allo zolfo.
Scendendo nel meccanismo di catalisi, la reazione è una SN2, in cui lo zolfo della metionina funge da nucleofilo verso il carbonio 5' del ribosio, che essendo legato all'ossigeno e avendo una parziale carica positiva, sarà l'elettrofilo. Il gruppo uscente, è trifosfato, la cui fuoriuscita verrà favorita dalla deprotonazione di un istidina protonata ( che si comporterà da acido).
La reazione è una SN2, nel senso che la sostituzione nucleofila ( = primo step del meccanismo catalitico) avviene in maniera concentrata, ossia che si svolge in unico step senza la produzione di un intermedio carbocationico.
Nell'ultimo parte del meccansimo catalitico si ha la rottura di un legame fosfoanidridico del trifosfato, che porta a rilasciare un ortofosfato e un pirofosfato in soluzione. Ha l'obbiettivo di riprotonare l'istidina.
Questo ultimo step è energeticamente favorito, perchè abbassa energia libera, perchè abbiamo una riduzione della tensione intramolecolare e infine liberando l'ortofosfato, questo compie ben quattro strutture di risonanza, che hanno come effetto finale quello di aumentare la stabilizzazione.

00:00 introduzione
3:27 equazione di reazione
8:49 step 1 meccanismo catalitico di MAT
19:06 step 2 meccanismo catalitico di MAT ( ragioni energetiche)
25:54 ragioni per cui SAM è ottimo donatore di metili