CAPÍTULO 10 ENZIMAS: CLASSIFICAÇÃO, CINÉTICA E CONTROLE
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CORRELAÇÃO CLÍNICA 10.1
Mutação de um Sítio de Ligação de Coenzima Resulta em Doença Clínica Cistationinúria é uma doença genética na qual γ-cistationase está deficiente ou inativa. A cistationase catalisa a reação: Cistationina → cisteína + α-cetobutirato Deficiência da enzima leva ao acúmulo da cistationina no plasma. Como cistationase é uma enzima dependente de piridoxal fosfato, vitamina B6 foi administrada a pacientes cujos fibroblastos continham material que apresentavam reação cruzada com anticorpos contra cistationase. Muitos responderam à terapia com B6 com uma queda nos níveis plasmá-
ticos de cistationina. Esses pacientes produzem a apoenzima, que reagiu com o anticorpo. Em um paciente, a atividade enzimática era não-detectável em homogenatos de fibroblastos, mas aumentou para 31% do normal com a adição de piridoxal fosfato 1 mM à mistura de reação. Acredita-se que o Km para a ligação do piridoxal fosfato à enzima tenha aumentado, devido a uma mutação no sítio de ligação. Atividade é parcialmente restaurada aumentando-se a concentração de coenzima. Aparentemente, esses pacientes requerem uma concentração de estado estacionário mais alta de coenzima para manter a atividade de γ-cistationase.
Fonte: Pascal, T. A., Gaull, G. E., Beratis, N. G., Gillam, B. M., Tallan, H. H. e Hirschhorn, K. Vitamin B6 -responsive and unresponsive cystathionuria: two variant molecular forms. Science 190: 1209, 1975.
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Coenzimas
10.5 COENZIMAS, CO-SUBSTRATOS E COFATORES Muitas enzimas requerem a participação de uma coenzima, um co-substrato ou cofator na reação catalítica. Coenzimas são moléculas orgânicas pequenas, freqüentemente derivados de vitaminas (ver p. 1074). Podem ser ou não modificadas (p. ex., oxidadas ou reduzidas) na reação. As que são alteradas são também chamadas cosubstratos. Para algumas reações, a energia de hidrólise de ATP é necessária sem incorporação de sulfato ao produto. ATP nessas reações é um co-substrato. Íons metálicos são freqüentemente necessários para reações enzimáticas e chamados cofatores.
Tabela 10.2 lista as coenzimas e vitaminas a partir das quais são derivadas. Coenzimas participam de enzimas catalisadas por enzimas, mas não são os compostos primários que estão sendo modificados. Algumas coenzimas participam da ação de muitas enzimas diferentes, enquanto outros participam apenas de um número limitado de reações. Podem ter afinidades pela enzima semelhantes ao substrato, podem ser fortemente ligadas ou podem ser covalentemente ligadas. Algumas são modificadas durante uma reação, mas estão no seu estado original no final da reação (modificação cíclica), enquanto outras permanecem modificadas no fim. Se estiverem modificadas no fim (p. ex., oxidadas ou reduzidas), devem participar de outra reação para retornar ao seu estado original. Coenzimas estão presentes em células em uma concentração razoavelmente constante,
TABELA 10.2 Coenzimas Coenzima
Vitamina
Reação Mediada
Biotina
Biotina
Carboxilação
Cobalamina (B12)
Cobalamina (B12)
Alquilação
Coenzima A
Pantotenato
Transferência de acil
Coenzimas flavina
Riboflavina (B2)
Oxidação-redução
Ácido lipóico
BioQ.10 371
Transferência de acil
Coenzimas nicotinamida
Nicotinamida
Oxidação-redução
Piridoxal fosfato
Piridoxina (B6 )
Transferência de amino
Tetra-hidrofolato
Ácido fólico
Transferência de grupo de um carbono
Tiamina pirofosfato
Tiamina (B1)
Transferência de carbonila
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