Cobalt Chelatase เอนไซม์สำคัญในการสังเคราะห์วิตามิน B12

Cobalt chelatase (EC 6.6.1.2) เป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาเคมีในการนำเอาไอออนของโคบอลต์ (Co²⁺) เข้าไปรวมกับสารตั้งต้นเพื่อสร้างเป็นส่วนประกอบสำคัญของวิตามิน B12 (Cobalamin) ในแบคทีเรียที่ใช้ออกซิเจน (Aerobic bacteria)

ปฏิกิริยาเคมีและสารตั้งต้น

เอนไซม์ชนิดนี้จะเร่งปฏิกิริยาโดยใช้สารตั้งต้น 4 ชนิด ได้แก่:

• ATP (Adenosine Triphosphate)
• Hydrogenobyrinic acid a,c-diamide
• Co²⁺ (โคบอลต์ไอออน)
• H₂O (น้ำ)

และจะได้ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นคือ:

• ADP (Adenosine Diphosphate)
• ฟอสเฟต (Phosphate)
• Cob(II)yrinic acid a,c-diamide
• H⁺ (ไฮโดรเจนไอออน)

โครงสร้างและหน่วยย่อยของเอนไซม์

ในเส้นทางการสังเคราะห์โคบอลามินแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic cobalamin biosynthesis pathway) เอนไซม์ Cobalt chelatase จะประกอบด้วยหน่วยย่อย (Subunits) 3 ส่วน คือ CobT, CobN และ CobS

ความสัมพันธ์กับ Mg-chelatase

เป็นที่น่าสนใจว่าหน่วยย่อย CobN และ CobS มีความคล้ายคลึงกันทางพันธุกรรม (Homologous) กับหน่วยย่อย BchH และ BchI ของ Mg-chelatase ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์แบกทีริโอคลอโรฟิลล์ (Bacteriochlorophyll) ในแบคทีเรียบางชนิด เช่น Pseudomonas denitrificans และ Rhodobacter capsulatus

การเปรียบเทียบระหว่างเส้นทางแบบใช้ออกซิเจนและไม่ใช้ออกซิเจน

การสร้างวงแหวนแมโครไซเคิล (Macrocycle) ของวิตามิน B12 สามารถเกิดขึ้นได้สองรูปแบบหลัก:

1. เส้นทางแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic pathway): ใช้ปฏิกิริยาที่ต้องพึ่งพา ATP (ATP-dependent) เช่นในแบคทีเรีย Pseudomonas denitrificans
2. เส้นทางแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic pathway): ใช้ปฏิกิริยาที่ไม่ต้องพึ่งพา ATP (ATP-independent) เช่นในแบคทีเรีย Salmonella typhimurium

เอนไซม์ Cobalt chelatase ในทั้งสองเส้นทางนี้ไม่มีความคล้ายคลึงกันทางโครงสร้าง (Not homologous) แม้ว่าทั้งคู่จะทำหน้าที่นำโคบอลต์เข้าสู่โครงสร้างโมเลกุลเหมือนกัน

สรุปข้อมูลทางชีวเคมี