Adenosina desaminase - Adenosine deaminase
Adenosina / AMP desaminase | |||||||||
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Identificadores | |||||||||
Símbolo | A_deaminase | ||||||||
Pfam | PF00962 | ||||||||
Clã Pfam | CL0034 | ||||||||
InterPro | IPR001365 | ||||||||
PRÓSITO | PDOC00419 | ||||||||
SCOP2 | 1add / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
CDD | cd01320 | ||||||||
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Domínio da adenosina desaminase (editase) | |||||||||
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Identificadores | |||||||||
Símbolo | A_deamin | ||||||||
Pfam | PF02137 | ||||||||
InterPro | IPR002466 | ||||||||
PRÓSITO | PDOC00419 | ||||||||
SCOP2 | 1add / SCOPe / SUPFAM | ||||||||
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Adenosina / AMP desaminase N-terminal | |||||||||
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Identificadores | |||||||||
Símbolo | A_deaminase_N | ||||||||
Pfam | PF08451 | ||||||||
InterPro | IPR013659 | ||||||||
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A adenosina desaminase (também conhecida como adenosina amino-hidrolase ou ADA ) é uma enzima ( EC 3.5.4.4 ) envolvida no metabolismo das purinas . É necessário para a decomposição da adenosina dos alimentos e para a renovação dos ácidos nucleicos nos tecidos.
Sua função primária em humanos é o desenvolvimento e manutenção do sistema imunológico. No entanto, o papel fisiológico completo da ADA ainda não está completamente compreendido.
Estrutura
O ADA existe tanto na forma pequena (como um monômero) quanto na forma grande (como um complexo de dímero). Na forma monomérica, a enzima é uma cadeia polipeptídica, dobrada em oito cadeias de barris α / β paralelos, que circundam uma bolsa central profunda que é o sítio ativo. Além dos oito barris β centrais e oito hélices α periféricas , ADA também contém cinco hélices adicionais: resíduos 19-76 vezes em três hélices, localizadas entre as dobras β1 e α1; e duas hélices de terminal carboxi antiparalelas estão localizadas ao longo do terminal amino do cilindro β.
O sítio ativo ADA contém um íon zinco, que está localizado no recesso mais profundo do sítio ativo e coordenado por cinco átomos de His15, His17, His214, Asp295 e o substrato. O zinco é o único cofator necessário para a atividade.
O substrato, a adenosina, é estabilizado e ligado ao sítio ativo por nove pontes de hidrogênio. O grupo carboxila de Glu217, aproximadamente coplanar com o anel de purina do substrato, está em posição de formar uma ligação de hidrogênio com N1 do substrato. O grupo carboxila de Asp296, também coplanar com o anel de purina do substrato, forma ligação de hidrogênio com N7 do substrato. O grupo NH de Gly184 está em posição de formar uma ligação de hidrogênio com N3 do substrato. O Asp296 forma ligações tanto com o íon Zn 2+ quanto com o 6-OH do substrato. His238 também se liga ao substrato 6-OH. O 3'-OH do substrato ribose forma uma ligação de hidrogênio com Asp19, enquanto o 5'-OH forma uma ligação de hidrogênio com His17. Duas outras ligações de hidrogênio são formadas para moléculas de água, na abertura do sítio ativo, pelo 2'-OH e 3'-OH do substrato.
Devido ao recesso do sítio ativo dentro da enzima, o substrato, uma vez ligado, é quase completamente sequestrado do solvente. A exposição da superfície do substrato ao solvente quando ligado é de 0,5% da exposição da superfície do substrato no estado livre.
Reações
O ADA desamina irreversivelmente a adenosina, convertendo-a no nucleosídeo inosina relacionado pela substituição do grupo amino por um grupo ceto.
A inosina pode então ser deribosilada (removida da ribose ) por outra enzima chamada purina nucleosídeo fosforilase (PNP), convertendo-a em hipoxantina .
Mecanismo de catálise
O mecanismo proposto para a desaminação catalisada por ADA é a adição-eliminação estereoespecífica via intermediário tetraédrico. Por qualquer um dos mecanismos, o Zn 2+ como um eletrófilo forte ativa uma molécula de água, que é desprotonada pelo Asp295 básico para formar o hidróxido de ataque. His238 orienta a molécula de água e estabiliza a carga do hidróxido de ataque. Glu217 é protonado para doar um próton para N1 do substrato.
A reação é estereoespecífica devido à localização dos resíduos de zinco, Asp295 e His238, todos voltados para o lado B do anel de purina do substrato.
A inibição competitiva foi observada para ADA, onde o produto inosina atua no inibidor competitivo da atividade enzimática.
Função
ADA é considerada uma das principais enzimas do metabolismo das purinas. A enzima foi encontrada em bactérias, plantas, invertebrados, vertebrados e mamíferos, com alta conservação da sequência de aminoácidos . O alto grau de conservação da sequência de aminoácidos sugere a natureza crucial do ADA na via de recuperação da purina.
Primeiramente, o ADA em humanos está envolvido no desenvolvimento e manutenção do sistema imunológico. No entanto, a associação de ADA também foi observada com diferenciação de células epiteliais , neurotransmissão e manutenção da gestação . Também foi proposto que o ADA, além da degradação da adenosina, estimula a liberação de aminoácidos excitatórios e é necessário para o acoplamento de receptores de adenosina A1 e proteínas G heterotriméricas . A deficiência de adenosina desaminase leva à fibrose pulmonar, sugerindo que a exposição crônica a altos níveis de adenosina pode exacerbar as respostas inflamatórias em vez de suprimi-las. Também foi reconhecido que a proteína e a atividade da adenosina desaminase são reguladas positivamente em corações de camundongos que superexpressam HIF1α , o que em parte explica os níveis atenuados de adenosina em corações que expressam HIF-1α durante o estresse isquêmico .
Patologia
Algumas mutações no gene da adenosina desaminase fazem com que ela não seja expressa. A deficiência resultante é uma das causas da imunodeficiência combinada grave (SCID), particularmente da herança autossômica recessiva. Níveis deficientes de ADA também foram associados a inflamação pulmonar, morte de células tímicas e sinalização defeituosa do receptor de células T.
Por outro lado, as mutações que causam a superexpressão dessa enzima são uma das causas da anemia hemolítica .
Existem algumas evidências de que um alelo diferente (ADA2) pode levar ao autismo .
Níveis elevados de ADA também foram associados à AIDS .
Isoformas
Existem 2 isoformas de ADA: ADA1 e ADA2.
- O ADA1 é encontrado na maioria das células do corpo, particularmente linfócitos e macrófagos , onde está presente não apenas no citosol e no núcleo, mas também como ecto-forma na membrana celular ligada à dipeptidil peptidase-4 (também conhecida como CD26). O ADA1 está envolvido principalmente na atividade intracelular e existe tanto na forma pequena (monômero) quanto na forma grande (dímero). A interconversão de formas pequenas a grandes é regulada por um "fator de conversão" no pulmão.
- O ADA2 foi identificado pela primeira vez no baço humano. Posteriormente, foi encontrado em outros tecidos, incluindo o macrófago, onde coexiste com ADA1. As duas isoformas regulam a proporção de adenosina para desoxiadenosina, potencializando a morte de parasitas. O ADA2 é encontrado predominantemente no plasma e soro humano e existe apenas como um homodímero.
Significado clínico
ADA2 é a forma predominante presente no plasma sanguíneo humano e está aumentada em muitas doenças, particularmente aquelas associadas ao sistema imunológico: por exemplo, artrite reumatóide , psoríase e sarcoidose . A isoforma plasmática de ADA2 também está aumentada na maioria dos cânceres. ADA2 não é onipresente, mas coexiste com ADA1 apenas em monócitos-macrófagos.
O ADA plasmático total pode ser medido usando cromatografia líquida de alto desempenho ou técnicas enzimáticas ou colorimétricas. Talvez o sistema mais simples seja a medição da amônia liberada pela adenosina quando quebrada em inosina. Após a incubação do plasma com uma solução tamponada de adenosina, a amônia é reagida com um reagente de Berthelot para formar uma cor azul que é proporcional à quantidade de atividade enzimática. Para medir ADA2, eritro-9- (2-hidroxi-3-nonil) adenina (EHNA) é adicionada antes da incubação de modo a inibir a atividade enzimática de ADA1. É a ausência de ADA1 que causa a SCID .
O ADA também pode ser usado na investigação de derrames pleurais linfocíticos ou ascite peritoneal , em que tais amostras com níveis baixos de ADA excluem essencialmente a tuberculose de consideração.
Os derrames pleurais da tuberculose podem agora ser diagnosticados com precisão pelo aumento dos níveis de adenosina desaminase no líquido pleural, acima de 40 U por litro.
A cladribina e a pentostatina são agentes antineoplásicos usados no tratamento da leucemia de células pilosas ; seu mecanismo de ação é a inibição da adenosina desaminase.
Veja também
Referências
Leitura adicional
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links externos
- Localização do gene humano ADA no navegador do genoma UCSC .
- Detalhes do gene humano ADA no navegador do genoma UCSC .
- PDBe-KB fornece uma visão geral de todas as informações de estrutura disponíveis no PDB para adenosina desaminase humana
- O PDBe-KB fornece uma visão geral de todas as informações de estrutura disponíveis no PDB para Adenosina desaminase de camundongo