Lisozima
Lisozima[1] é uma proteína cuja estrutura tridimensional foi definida por David Chilton Phillips e colegas em 1965. É encontrada nas lágrimas e no muco dos seres humanos, é também produzida pelas bactérias e por outros organismos. Ela digere certos carboidratos de alto peso molecular; assim as bactérias que contém esses carboidratos na estrutura de sua parede celular desintegram-se ou partem-se sob a ação da lisozima. A lisozima destrói o esqueleto glicosídico do peptidioglicano, ou seja, destrói a camada protetora de muitas bactérias.
Sua ação catalítica
[editar | editar código-fonte]A sua ação se deve à hidrólise das ligações glicosídicas beta 1,4 entre resíduos do ácido N-acetilmurâmico (Mur2Ac) e N-Acetil-D-glucosamina (GlcNAc) num pepitídeoglicano
Estrutura
[editar | editar código-fonte]Para que seja possível elucidar o mecanismo de ação da enzima, primeiro é necessário conhecer a estrutura do complexo enzima-substrato, visto que é através do conhecimento dos arranjos tridimensionais que se torna possível o entendimento do funcionamento de uma enzima.
A estrutura da lisozima de clara de ovo foi elucidada por David Phillips em 1965 através de raio x. Esta foi a segunda estrutura de uma proteína, e a primeira de uma enzima, a ser determinada em alta resolução.
A molécula da lisozima possui como característica mais marcante seu sítio de ligação, uma fenda proeminente que atravessa uma das faces da molécula. Sua cadeia polipeptídica possui cinco segmentos helicoidais e uma folha β antiparalela de três fitas. Grande parte das cadeias apolares da lisozima encontram-se no interior da molécula.
Mecanismo de reação
[editar | editar código-fonte]A enzima usa um mecanismo de catálise covalente e catálise ácida geral, promovendo duas reações de deslocamento nucleofílicos sucessivos. Ela se liga a seis resíduos de Mur2Ac e GlcNAc que se alternam num peptideoglicano típico de bactérias, como o PDP ID 1 LZE. A ligação clivada é aquela entre o 4º e 5º resíduos que foram ligados pela enzima.
Existem dois mecanismos propostos para esta reação. O primeiro deles, proposto por Phillips e colegas, leva em consideração um mecanismo SN1, que atualmente não é mais aceito. O mecanismo mais aceito atualmente, proposto por Stephen Withers e colegas, leva em conta um mecanismo SN2. Neste mecanismo, o 4º e 5º resíduos entram no sítio ativo da enzima, e o aminoácido Asp52 da lisozima ataca o carbono anomérico do Mur2Ac. Este ataque libera o par de elétrons do carbono da GlcNAc, que se liga a um hidrogênio cedido pelo Glu35. Neste ataque, a ligação é clivada, e a GlcNAc (junto com o resto do peptídeoglicado ligado a ela) agora é liberada da enzima, que ainda está ligada covalentemente ao Mur2Ac. Esta ligação é quebrada com o ataque da água, que cede um -OH ao Mur2Ac e um H ao Glu35, restaurando a enzima e liberando o restante do peptídeoglicano.
Aplicação
[editar | editar código-fonte]Cristais de lisozima foram usados para produzir outros materiais funcionais para a catálise e aplicações biomédicas.[2][3][4] Por exemplo, em 2016, cientistas passaram a usar cabras modificadas cujo leite pode salvar milhares de vidas de crianças pobres. Os cientistas isolaram e amplificaram uma parte do DNA da cabra que eles geneticamente alteraram, usando a técnica CRISPR/Cas9 para recodificar para a lisozima humana. Lisozimas trabalha na linha de frente do sistema imunológico, destruindo as células bacterianas que causam diarreia e outras infecções.[5]
- ↑ Nelson, D.L; Cox, M.M (2006). Lehninger: Princípios de bioquímica. [S.l.]: Savier. pp. 220 – 223
- ↑ Wei, Hui; Wang, Zidong; Zhang, Jiong; House, Stephen; Gao, Yi-Gui; Yang, Limin; Robinson, Howard; Tan, Li Huey; Xing, Hang (1 de fevereiro de 2011). «Time-dependent, protein-directed growth of gold nanoparticles within a single crystal of lysozyme». Nature Nanotechnology (em inglês). 6 (2): 93–97. ISSN 1748-3387. doi:10.1038/nnano.2010.280
- ↑ Sanghamitra, Nusrat J. M.; Ueno, Takafumi (19 de abril de 2013). «Expanding coordination chemistry from protein to protein assembly». Chemical Communications (em inglês). 49 (39). ISSN 1364-548X. doi:10.1039/C2CC36935D
- ↑ Ueno, Takafumi (8 de julho de 2013). «Porous Protein Crystals as Reaction Vessels». Chemistry – A European Journal (em inglês). 19 (28): 9096–9102. ISSN 1521-3765. doi:10.1002/chem.201300250
- ↑ Spilled Milk - Scientists engineered goats whose milk could save thousands of poor children's lives. A world wary of GMOs was not ready. por Megan Molteni em "Undark Magazine" (2016)