La vitamine A remplit des fonctions essentielles dans la biologie des mammifères en tant que molécule de signalisation et chromophore. Ce lipide peut être synthétisé à partir de plus de 50 molécules de précurseur de provitamine A alimentaires présumées qui contiennent au moins un cycle bêta-ionone non substitué. Nous avons examiné ici les propriétés enzymatiques et les spécificités de substrat de deux dioxygénases de clivage de caroténoïdes (CCD) structurellement apparentées qui catalysent cette synthèse. Le BCO1 recombiné a divisé les substrats entre la double liaison C15, C15 'adjacente à un site cyclique bêta-ionone canonique et à la vitamine A aldéhyde. La substitution du cycle avec un groupe hydroxyle a empêché cette conversion. L'élimination des groupes méthyle du squelette en carbone polyène du substrat n'a pas empêché l'activité enzymatique. La modélisation d'homologie et la mutagenèse dirigée ont identifié les résidus d'acides aminés à l'entrée du tunnel du substrat, déterminant ainsi la spécificité de BCO1 pour le site cyclique bêta-ionone canonique. En revanche, le BCO2 a divisé les substrats entre les doubles liaisons C9, C10 adjacentes à des sites de cycles ionones assortis. L'analyse cinétique a révélé une efficacité catalytique supérieure de BCO2 avec des substrats portant des cycles 3-hydroxy-beta-ionone. Dans l'intestin de la souris, la bêta-cryptoxanthine caroténoïde asymétrique avec un site cyclique canonique et un site cyclique 3-hydroxy-bêta-ionone a été méticuleusement convertie en vitamine A. L'adaptation de ce substrat asymétrique a été réalisée par un traitement pas à pas du substrat caroténoïde par les deux CCD et impliquait un intermédiaire beta-apo-10'-carotenal. Ainsi, la sélectivité opposée pour les sites cycliques ionones des deux CCD de mammifères se complète dans le défi métabolique de la production de vitamine A à partir d'un ensemble chimiquement divers de précurseurs.
Source: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29883100