Sulfation pathways from red to green
- S. Günal
- R. Hardman
- S. Kopriva
- J. W. Mueller
Resumo
O enxofre está presente nos aminoácidos cisteína e metionina e em uma grande variedade de coenzimas e cofatores essenciais e, portanto, é essencial para todos os organismos. Ele também é um constituinte dos ésteres de sulfato em proteínas, carboidratos e vários metabólitos celulares. As reações de sulfatação e dessulfatação que modificam uma variedade de substratos diferentes são comumente conhecidas como vias de sulfatação. Embora se saiba relativamente pouco sobre a função da maioria dos metabólitos sulfatados, a síntese do sulfato ativado usado nas vias de sulfatação é essencial nos reinos animal e vegetal. Nos seres humanos, as mutações nos genes que codificam as enzimas da via de sulfatação são a base de várias aberrações de desenvolvimento e, em moscas e vermes, sua perda de função é fatal. Nas plantas, uma capacidade menor de sintetizar sulfato ativado para reações de sulfatação resulta em nanismo, e uma perda completa da síntese de sulfato ativado também é letal. Aqui, analisamos as semelhanças e diferenças nas vias de sulfatação e nos processos associados em animais e plantas, e apontamos como eles divergem das bactérias e leveduras. Destacamos as questões em aberto relacionadas à localização, à regulação e à importância das vias de sulfatação em ambos os reinos e as maneiras pelas quais as descobertas desses sistemas experimentais “vermelho” e “verde” podem ajudar a abordar reciprocamente questões específicas de cada um dos sistemas.
Abstract
Sulfur is present in the amino acids cysteine and methionine and in a large range of essential coenzymes and cofactors and is therefore essential for all organisms. It is also a constituent of sulfate esters in proteins, carbohydrates, and numerous cellular metabolites. The sulfation and desulfation reactions modifying a variety of different substrates are commonly known as sulfation pathways. Although relatively little is known about the function of most sulfated metabolites, the synthesis of activated sulfate used in sulfation pathways is essential in both animal and plant kingdoms. In humans, mutations in the genes encoding the sulfation pathway enzymes underlie a number of developmental aberrations, and in flies and worms, their loss-of-function is fatal. In plants, a lower capacity for synthesizing activated sulfate for sulfation reactions results in dwarfism, and a complete loss of activated sulfate synthesis is also lethal. Here, we review the similarities and differences in sulfation pathways and associated processes in animals and plants, and we point out how they diverge from bacteria and yeast. We highlight the open questions concerning localization, regulation, and importance of sulfation pathways in both kingdoms and the ways in which findings from these “red” and “green” experimental systems may help reciprocally address questions specific to each of the systems.
