Em formação

Em relação ao papel das enzimas


Os livros didáticos comumente afirmam que o papel das enzimas é acelerar um rxn químico, reduzindo sua energia de ativação.

No entanto, não tenho certeza do que enzimas como helicase, DNA / RNA polimerase e enzimas de restrição têm a ver com a redução da energia de ativação. Não é o papel principal da helicase, por exemplo, desenrolar o DNA de fita dupla?


Todas as reações requerem uma quantidade de energia para prosseguir, chamada energia de ativação. As enzimas reduzem essa energia de ativação por vários meios. Um exemplo aqui é o desenrolamento do DNA de fita dupla requer a quebra das ligações de hidrogênio. A energia precisa ser fornecida para que a reação prossiga. A taxa de reação pode ser descrita pela equação de Arrhenius

Você pode aumentar a taxa de reação ou diminuir a energia de ativação. As enzimas são obrigadas a fazer isso em temperaturas fisiológicas, diminuindo a energia de ativação, porque aumentar a temperatura geralmente não é uma opção.

As enzimas que você mencionou não são diferentes.


Papel das enzimas no metabolismo

Algumas enzimas ajudam a quebrar grandes moléculas de nutrientes, como proteínas, gorduras e carboidratos, em moléculas menores. Este processo ocorre durante a digestão dos alimentos no estômago e nos intestinos dos animais. Outras enzimas guiam as moléculas menores quebradas através da parede intestinal até a corrente sanguínea. Ainda outras enzimas promovem a formação de moléculas grandes e complexas a partir de moléculas pequenas e simples para produzir constituintes celulares. As enzimas também são responsáveis ​​por inúmeras outras funções, que incluem o armazenamento e a liberação de energia, o curso da reprodução, os processos respiratórios e a visão. Eles são indispensáveis ​​à vida.

Cada enzima é capaz de promover apenas um tipo de reação química. Os compostos sobre os quais a enzima atua são chamados de substratos. As enzimas operam em sistemas metabólicos fortemente organizados chamados caminhos. Um fenômeno biológico aparentemente simples - a contração de um músculo, por exemplo, ou a transmissão de um impulso nervoso - na verdade envolve um grande número de etapas químicas nas quais um ou mais compostos químicos (substratos) são convertidos em substâncias chamadas produtos o produto de uma etapa em uma via metabólica serve como substrato para a etapa seguinte da via.

O papel das enzimas nas vias metabólicas pode ser ilustrado em diagrama. O composto químico representado por UMA (Vejo diagrama abaixo) é convertido em produto E em uma série de etapas catalisadas por enzimas, nas quais os compostos intermediários representados por B, C, e D são formados em sucessão. Eles agem como substratos para enzimas representadas por 2, 3 e 4. Composto UMA também pode ser convertido por outra série de etapas, algumas das quais são as mesmas que aquelas no caminho para a formação de E, para produtos representados por G e H.

As letras representam os números dos compostos químicos e representam as enzimas que catalisam as reações individuais. As alturas relativas representam a energia termodinâmica dos compostos (por exemplo, composto UMA é mais rico em energia do que B, B mais rico em energia do que C) Compostos UMA, B, etc., mudar muito lentamente na ausência de um catalisador, mas fazê-lo rapidamente na presença dos catalisadores 1, 2, 3, etc.

O papel regulador das enzimas nas vias metabólicas pode ser esclarecido usando uma analogia simples: aquela entre os compostos, representados por letras no diagrama, e uma série de reservatórios de água conectados em uma encosta. Da mesma forma, as enzimas representadas pelos números são análogas às válvulas do sistema de reservatório. As válvulas controlam o fluxo de água no reservatório ou seja, se apenas as válvulas 1, 2, 3 e 4 estiverem abertas, a água em UMA flui apenas para E, mas, se as válvulas 1, 2, 5 e 6 estiverem abertas, a água em UMA flui para G. De maneira semelhante, se as enzimas 1, 2, 3 e 4 na via metabólica estiverem ativas, o produto E é formado, e, se as enzimas 1, 2, 5 e 6 forem ativas, o produto G é formado. A atividade ou falta de atividade das enzimas na via, portanto, determina o destino do composto UMA ou seja, ele permanece inalterado ou é convertido em um ou mais produtos. Além disso, se produtos são formados, a atividade das enzimas 3 e 4 em relação à das enzimas 5 e 6 determina a quantidade de produto E formado em comparação com o produto G.

Tanto o fluxo de água quanto a atividade das enzimas obedecem às leis da termodinâmica, portanto, a água no reservatório F não pode fluir livremente para H abrindo a válvula 7, porque a água não pode fluir para cima. Se, no entanto, as válvulas 1, 2, 5 e 7 estão abertas, a água flui de F para H, porque a energia conservada durante o fluxo descendente de água através das válvulas 1, 2 e 5 é suficiente para permitir que ela force a água para cima através da válvula 7. De forma semelhante, as enzimas na via metabólica não podem converter o composto F Diretamente a H a menos que haja energia disponível, as enzimas são capazes de utilizar a energia das reações de conservação de energia para catalisar as reações que requerem energia. Durante a oxidação catalisada por enzimas de carboidratos em dióxido de carbono e água, a energia é conservada na forma de um composto rico em energia, trifosfato de adenosina (ATP). A energia no ATP é utilizada durante um processo que consome energia, como a contração do músculo catalisada por enzimas.

Como as necessidades das células e organismos variam, não apenas a atividade, mas também a síntese de enzimas devem ser reguladas, por exemplo, as enzimas responsáveis ​​pela atividade muscular em um músculo da perna devem ser ativadas e inibidas em momentos apropriados. Algumas células não precisam de certas enzimas; uma célula do fígado, por exemplo, não precisa de uma enzima muscular. Uma bactéria não precisa de enzimas para metabolizar substâncias que não estão presentes em seu meio de crescimento. Algumas enzimas, portanto, não são formadas em certas células, outras são sintetizadas apenas quando necessário e ainda outras são encontradas em todas as células. A formação e a atividade das enzimas são reguladas não apenas por mecanismos genéticos, mas também por secreções orgânicas (hormônios) das glândulas endócrinas e por impulsos nervosos. Pequenas moléculas também desempenham um papel importante (Veja abaixo Flexibilidade enzimática e controle alostérico).

Se uma enzima for defeituosa em algum aspecto, pode ocorrer doença. As enzimas representadas pelos números 1 a 4 no diagrama devem funcionar durante a conversão da substância inicial UMA para o produto E. Se uma etapa for bloqueada porque uma enzima é incapaz de funcionar, o produto E pode não ser formado se E é necessário para alguma função vital, resultados de doenças. Muitas doenças e condições hereditárias em humanos resultam da deficiência de uma enzima. Alguns deles estão listados na tabela. O albinismo, por exemplo, resulta de uma falta hereditária de capacidade de sintetizar a enzima tirosinase, que catalisa uma etapa na via pela qual o pigmento para o cabelo e a cor dos olhos é formado.


Classificação

A maioria das enzimas é classificada nas seguintes três categorias principais, com base nas reações que catalisam:

  • Oxidorredutases catalisar reações de oxidação nas quais os elétrons viajam de uma molécula para outra. Um exemplo: álcool desidrogenase, que converte álcoois em aldeídos ou cetonas. Essa enzima torna o álcool menos tóxico, pois o decompõe e também desempenha um papel fundamental no processo de fermentação.
  • Transferases catalisar o transporte de um grupo funcional de uma molécula para outra. Os primeiros exemplos incluem aminotransferases, que catalisam a degradação de aminoácidos removendo grupos amino.
  • Hidrolase as enzimas catalisam a hidrólise, onde ligações simples são quebradas quando expostas à água. Por exemplo, a glicose-6-fosfatase é uma hidrolase que remove o grupo fosfato da glicose-6-fosfato, deixando a glicose e o H3PO4 (ácido fosfórico).

Três enzimas menos comuns são as seguintes:

  • Lyases catalisar a quebra de várias ligações químicas por outros meios que não a hidrólise e a oxidação, freqüentemente formando novas ligações duplas ou estruturas em anel. A piruvato descarboxilase é um exemplo de liase que remove CO2 (dióxido de carbono) do piruvato.
  • Isomerases catalisar mudanças estruturais nas moléculas, causando mudanças na forma. Um exemplo: ribulose fosfato epimerase, que catalisa a interconversão de ribulose-5-fosfato e xilulose-5-fosfato.
  • Ligases catalisar ligadura - a combinação de pares de substratos. Por exemplo, hexocinases é uma ligase que catalisa a interconversão de glicose e ATP com glicose-6-fosfato e ADP.

Sobre o papel das enzimas - Biologia

A taxa de reação no fígado, maçãs e batatas com peróxido de hidrogênio

O objetivo deste laboratório era testar a função enzimática em vários ambientes. A concentração do substrato, a temperatura e o pH afetam a reação química. Neste laboratório, a enzima catalase foi usada para quebrar o peróxido de hidrogênio em água menos tóxica e gás oxigênio. Usando observação quantitativa e qualitativa, o conceito de que as enzimas permanecem após uma reação foi confirmado no primeiro teste. Depois de testar fígado, maçã e batata, concluiu-se que o fígado continha a maior parte da catalase. O teste final focou na taxa de reação do fígado em soluções de pH variadas. A relação entre a taxa de reação da catalase e o pH mostrou-se parabólica com um pico quase neutro.

Este laboratório cobriu a medição dos efeitos das mudanças na temperatura, pH e concentração de enzima nas taxas de reação de uma reação catalisada por enzima em um experimento controlado. As perguntas sobre como os fatores ambientais afetam a taxa de reações catalisadas por enzimas foram respondidas neste laboratório. As taxas de reação das enzimas foram muito afetadas pelas mudanças na temperatura, pH e concentração da enzima. A enzima estudada neste laboratório foi a catalase. A catalase decompõe o peróxido de hidrogênio, que é tóxico, em 2 substâncias seguras - água e oxigênio, ao acelerar uma reação. Enzimas como a catalase são vitais para nosso corpo, porque se substâncias tóxicas como o peróxido de hidrogênio não fossem decompostas em substâncias inofensivas em nosso corpo, elas envenenariam nossas células. A reação que ocorre é desta forma: 2H2O2 ---- & gt 2H2O + O2


Métodos
Este estudo foi conduzido em New Tech High @ Coppell sob a facilitação da Sra. Wootton em 8 de outubro de 2015. Ao longo das três partes do laboratório, foi estudada a capacidade das enzimas se decomporem. Na Parte A, usamos 3 ml de peróxido de hidrogênio a 3% em um pedaço de fígado para observar a taxa de reação. Feito isso, pegamos o líquido restante e o usamos em um novo pedaço de carne para ver se a enzima era reutilizável. Na Parte B, testamos, observamos e registramos a taxa de reação com peróxido de hidrogênio em três substâncias: maçã, fígado e batata. Na Parte C, alteramos o pH da solução adicionando gotas de ácido clorídrico diluído para ver se isso afetava a taxa de reação das catalisações em pedaços de fígado.

Quando o substrato de peróxido de hidrogênio foi adicionado às substâncias, cada uma executou uma reação muito diferente. Depois de aplicar o peróxido de hidrogênio nas amostras de maçã, não houve reação indicada, recebendo, portanto, uma classificação de 0. Uma vez que a mesma quantidade de substrato foi adicionada à batata, houve uma leve reação efervescente e borbulhante, obtendo assim a classificação de 2. O fígado a catalase foi então testada e resultou na maior reação que recebeu uma classificação de 5 devido à velocidade e magnitude. Depois de testar cada substância, o grupo começou a analisar as condições ideais de pH para as reações. Depois de adicionar ácido clorídrico ao fígado, a taxa de reação pareceu diminuir à medida que a acidez aumentava.

Substrato: Peróxido de Hidrogênio

Olhando nossos dados para o primeiro experimento, podemos inferir que o fígado contém a enzima catalase, enquanto o peróxido de hidrogênio é o substrato. Isso é verdade porque, na reação, o peróxido de hidrogênio passou por uma mudança química transformando-se em moléculas de água e moléculas de dióxido, enquanto o fígado permaneceu o mesmo. Como o substrato já havia passado pela reação química, não poderia passar por outra com a nova catalase, mas a velha catalase ainda tinha enzimas funcionais e, portanto, poderia ser reaproveitada. A reação foi muito aparente e rápida, o que faz sentido, considerando que a função do fígado em um organismo é quebrar e purificar as células.

Na segunda parte do experimento, a intensidade da reação em ordem crescente foi maçã, batata e fígado. A amostra de maçã é simplesmente carboidrato que serve como alimento para a semente da maçã e não terá enzimas nela, portanto, nenhuma reação foi observada. A batata terá uma reação semi-intensa porque apenas uma pequena concentração da amostra de batata é composta por enzimas, enquanto o resto é amido e compostos orgânicos. O fígado terá uma grande reação porque a maioria das proteínas e enzimas que quebram o peróxido de hidrogênio.

No terceiro experimento, inferiu-se que à medida que a acidez do substrato aumentou, a taxa de reação diminuiu. Nossos dados mostram uma tendência linear, no entanto, a pesquisa mostra que a tendência é na verdade uma parábola abrindo para baixo com um máximo a um pH de 5, a acidez do peróxido de hidrogênio sozinho. Como só conseguimos estimular um ambiente de pH mais baixo, só conseguimos obter 1 direção de declive, apresentando resultados lineares. Isso mostra que as enzimas funcionam apenas em um determinado nível de pH. Se for muito alto ou muito baixo, reduzirá a eficiência e diminuirá a taxa das reações.

Através de nossos experimentos, a reação entre a enzima catalase e o peróxido de hidrogênio foi testada. A repetição da reação com vários materiais permitiu inferir a concentração de catalase. Usando o fígado como nosso controle, mudamos o pH da solução em cada tentativa para testar a taxa de reação à medida que a acidez aumentava. Concluímos que à medida que o pH de uma solução aumentava, a taxa de reação aumentava inversamente até um pH de cerca de 5. O erro em nosso experimento alterou apenas o pH específico, mas o resultado geral do último teste permanece verdadeiro.


O método científico

Como cientistas, os biólogos aplicam o método científico. A ciência não é simplesmente uma lista de fatos, mas uma abordagem para compreender o mundo que nos rodeia. É o uso do método científico que diferencia a ciência de outros campos de estudo que tentam melhorar nossa compreensão do mundo.

O método científico é uma abordagem sistemática para a resolução de problemas. Embora alguns argumentem que não existe um único método científico, mas uma variedade de métodos, cada uma dessas abordagens, sejam explícitas ou não, tendem a incorporar algumas etapas fundamentais: observar, questionar, hipotetizar, prever, testar e interpretar os resultados do teste. Às vezes, a distinção entre essas etapas nem sempre é clara. Este é particularmente o caso com hipóteses e previsões. Mas, para nossos objetivos, diferenciaremos cada uma dessas etapas em nossas aplicações do método científico.

Você já está familiarizado com as etapas do método científico de experiências anteriores de laboratório. Você precisará usar seu conhecimento de método científico no laboratório de hoje para criar hipóteses para cada experimento, elaborando um protocolo para testar sua hipótese e analisando os resultados. Dentro do processo de experimentação, será importante identificar a variável independente, a variável dependente e as variáveis ​​padronizadas para cada experimento.


Conclusão

Nesta revisão, apresentamos desenvolvimentos recentes que continuam a apoiar uma visão integrada emergente da estrutura, dinâmica e função da proteína, como a catálise enzimática. O sucesso das fábricas de células microbianas depende do desempenho ideal das máquinas moleculares dentro da célula. As enzimas desempenham sua função com notável eficiência, pois aumentam a taxa de reação em muitas ordens de magnitude. Até recentemente, enzimas (e proteínas em geral) eram consideradas montagens estáticas, no entanto, investigações recentes continuam a fornecer evidências que indicam que as enzimas são montagens dinamicamente ativas. Investigações experimentais e teóricas / computacionais detalhadas da enzima CypA sugerem que os movimentos internos da proteína são uma parte projetada da estrutura da proteína e contribuem para sua função de catalisar o peptidil-prolil cis / trans isomerização. Evidências de suporte de outros sistemas (DHFR e LADH) indicam que a interconexão entre estrutura, dinâmica e função também está presente em outras enzimas.

O quadro geral emergente da dinâmica da proteína, flutuações do solvente e função da enzima com base em descobertas recentes é ilustrado na Figura 9. Junto com as interações estruturais, os movimentos internos em escalas de tempo rápidas controlam o ambiente químico do sítio ativo favorecendo a etapa catalítica para prosseguir para o estado do produto. As flutuações termodinâmicas da camada de hidratação e do solvente em massa fornecem energia para superar a barreira da energia de ativação (nos casos em que nenhuma outra fonte de energia está disponível). As regiões de loop de superfície flexível da enzima mostram acoplamento dinâmico com o solvente. Este acoplamento dinâmico permite a transferência de energia do solvente para as regiões superficiais da enzima. Essa energia é eventualmente transferida para o local ativo por meio de redes de movimentos ou vibrações. As flutuações conformacionais mais lentas nas redes (na escala de tempo da reação) alteram as interações enzima-substrato de tal forma que mais trajetórias de reação cruzam a barreira de TS para alcançar o estado do produto com sucesso.

Uma representação esquemática da visão integrada da estrutura, dinâmica e função da enzima. A estrutura da enzima e os eventos da dinâmica interna da proteína desempenham um papel na etapa catalítica. Resíduos conservados da superfície ao sítio ativo participam da rede de movimentos ou vibrações das proteínas que promovem a catálise. Os resíduos da superfície são acoplados às flutuações termo-dinâmicas do solvente e, possivelmente, desempenham um papel na transferência de energia do solvente para a proteína.

A visão integrada é apoiada por evidências de investigações de muitas outras proteínas e enzimas também [64-66]. A análise de sequência com mapeamento termodinâmico indicou acoplamento energético de longo alcance em proteínas [67] flutuações conformacionais lentas poderiam ser o mecanismo de transferência de energia em longos intervalos na estrutura da proteína e, portanto, fornecer informações sobre a compreensão dos efeitos alostéricos. Simulações já revelaram que a energia pode ser transferida entre modos vibracionais específicos em uma proteína [68, 69]. Também é interessante notar que projetar imitações do sítio ativo das enzimas é difícil e a mudança na estrutura da enzima longe do sítio ativo leva a enzimas lentas ou inativas. A visão integrada oferece uma explicação possível, pois as regiões distais da enzima contribuem para a catálise por meio do acoplamento dinâmico com o solvente e pela transferência da energia necessária para o sítio ativo. Portanto, essa visão integrada tem amplas implicações na química de enzimas, engenharia de proteínas e design de medicamentos. A manipulação de reações catalisadas por enzimas pode ser possível, por exemplo, o pulso de laser já foi usado para iniciar uma reação enzimática envolvendo a dinâmica da proteína termicamente excitada (movimentos moleculares na escala de tempo de picossegundos) [70]. Com base em uma melhor compreensão da estrutura, dinâmica e função da enzima, pode ser possível projetar enzimas mais eficientes ou enzimas com novas funcionalidades. Além disso, a compreensão dos efeitos alostéricos e cooperativos pode ajudar no desenvolvimento de drogas melhores e novas.


PAPÉIS EMERGENTES PARA PROTEASES DE CISTEÍNA NA BIOLOGIA HUMANA

ResumoAs proteases de cisteína têm sido tradicionalmente vistas como mediadores lisossomais da degradação de proteínas terminais. No entanto, descobertas recentes refutam esta visão limitada e sugerem um papel mais expandido para proteases de cisteína na biologia humana. Vários membros recém-descobertos desta classe de enzimas são proteases reguladas com expressão tecidual limitada, o que implica papéis específicos na fisiologia celular. Esses papéis parecem incluir apoptose, respostas imunes MHC classe II, processamento de pró-hormônios e remodelação da matriz extracelular importante para o desenvolvimento ósseo. A capacidade dos macrófagos e outras células de mobilizar proteases de cisteína elastolítica para suas superfícies sob condições especializadas também pode levar à degradação acelerada do colágeno e da elastina em locais de inflamação em doenças como aterosclerose e enfisema. O desenvolvimento de inibidores de proteases de cisteína específicas promete fornecer novos medicamentos para modificar a imunidade, a osteoporose e a inflamação crônica.


Localização da glândula salivar

O diagrama descreve os três tipos de glândulas salivares na boca: 1) glândulas parótidas, 2) glândula submandibular, 3) glândula sublingual.

Glândulas parótidas

As duas glândulas parótidas estão localizadas dentro de cada uma de nossas bochechas. As glândulas parótidas são o maior tipo de glândula salivar. Eles representam até vinte por cento da saliva em nossa cavidade oral. Seu papel principal consiste em facilitar a mastigação, ou “mastigação”, e em iniciar a primeira fase digestiva de nossa comida. A glândula parótida é notavelmente rotulada como um tipo de glândula serosa. Glândulas serosas são aquelas que secretam fluido rico em proteínas, que neste caso é uma suspensão rica em enzimas de alfa-amilase.

Glândula submandibular

Em seguida, a glândula submandibular é localizada perto de nossa mandíbula. Esta é a parte móvel de nossa mandíbula. Em essência, essa glândula está no assoalho de nossas bocas. Por estar localizado superficialmente, podemos senti-lo se colocarmos nossos dedos cerca de cinco centímetros acima do pomo de Adão. É a segunda maior glândula salivar e produz mais saliva (até 65%). É considerada uma mistura de glândulas serosas e mucosas, pois a suspensão é rica em enzimas e muco pegajoso que é liberado na cavidade oral através dos ductos submandibulares.

Glândulas Sublinguais

Por último, as glândulas sublinguais estão localizadas sob a língua. Eles são a menor e mais dispersa glândula salivar. Eles secretam principalmente muco, que sai diretamente pelos dutos de Rivinus. Apenas um mínimo (

5%) quantidade de saliva na cavidade oral provém dessas glândulas salivares.


Digestão e Absorção

A digestão é a decomposição mecânica e química dos alimentos em pequenos fragmentos orgânicos. A digestão mecânica se refere à decomposição física de grandes pedaços de comida em pedaços menores, que podem ser posteriormente acessados ​​por enzimas digestivas. Na digestão química, as enzimas quebram os alimentos em pequenas moléculas que o corpo pode usar.

É importante quebrar as macromoléculas em fragmentos menores que sejam de tamanho adequado para absorção através das membranas celulares. Moléculas grandes e complexas de proteínas, polissacarídeos e lipídios devem ser reduzidas a partículas mais simples antes que possam ser absorvidas pelas células epiteliais digestivas. Diferentes órgãos desempenham papéis específicos no processo digestivo. A dieta animal precisa de carboidratos, proteínas e gorduras, além de vitaminas e componentes inorgânicos para o equilíbrio nutricional.

Enzimas digestivas são enzimas que quebram macromoléculas poliméricas em seus blocos de construção menores, a fim de facilitar sua absorção pelo corpo. As enzimas digestivas são encontradas no trato digestivo dos animais. As enzimas digestivas são diversas e são encontradas na saliva secretada pelas glândulas salivares, no estômago secretado pelas células que revestem o estômago, no suco pancreático secretado pelas células exócrinas pancreáticas e nas secreções intestinais (pequenas e grandes), ou como parte do revestimento do trato gastrointestinal.

A microflora intestinal beneficia o hospedeiro ao coletar a energia da fermentação de carboidratos não digeridos e da subsequente absorção de ácidos graxos de cadeia curta. As bactérias intestinais também desempenham um papel na síntese de vitamina B e vitamina K, bem como na metabolização de ácidos biliares, esteróis e xenobióticos.

Figura ( PageIndex <1> ): Digestão mecânica e química: A digestão mecânica e química dos alimentos ocorre em várias etapas, começando na boca e terminando no reto.


Organização do gene e história evolutiva

As adenosinas desaminases que atuam no RNA (ADARs) são enzimas que catalisam a conversão química das adenosinas em inosinas em substratos de RNA de fita dupla (dsRNA). Como as propriedades da inosina imitam as da guanosina (a inosina formará duas ligações de hidrogênio com a citosina, por exemplo), a inosina é reconhecida como guanosina pela maquinaria celular translacional [1]. A 'edição' do RNA de adenosina para inosina (A para I), portanto, altera efetivamente a sequência primária de alvos de RNA.

Essas enzimas, descobertas há mais de 25 anos [2], são altamente conservadas em metazoários [3], embora o número de genes e isoformas varie entre as espécies. Os genomas de mamíferos codificam três ADARs: ADAR1 e ADAR2, que são cataliticamente ativos [4], e ADAR3, que se acredita ser cataliticamente inativo [5]. o Caenorhabditis elegans genoma codifica dois genes, CeADR1 e CeADR2 [6], enquanto apenas um adar locus está presente no Drosófila genoma [7] (Figura 1a). Além disso, os genomas de lula [8] e hidra (RA Reenan, resultados não publicados) codificam, cada um, um único adar locus, enquanto os genomas de frango e peixe-zebra codificam dois e quatro adar genes, respectivamente [9]. Além disso, os genes ADAR também estão presentes nos genomas do ouriço-do-mar e da anêmona-do-mar, sugerindo uma origem precoce das enzimas de edição de RNA na evolução dos metazoários [9]. Em contraste, os genes ADAR não parecem estar presentes em genomas de fungos, plantas e leveduras [9].

A proteína da família ADAR. (uma) Arquitetura de domínio de ADARs metazoários. O domínio desaminase é representado em roxo, enquanto os dsRBMs são mostrados em laranja e domínios de ligação Z-DNA, exclusivos para humanos ADAR1, são apresentados em verde. O genoma humano contém três genes ADAR (hADAR1 para 3) O da lula Loligo Pealeii contém um gene semelhante ao ADAR2 (sqADAR2) que produz variantes (aeb) por meio de emenda alternativa. C. elegans contém dois genes (ceADAR1 e 2), enquanto o genoma de D. melanogaster codifica apenas um (dADAR), uma enzima homóloga a hADAR2. Embora os dsRBMs encontrados no Hidra magnapapillata genoma são altamente divergentes, cinco desses motivos são reconhecíveis em hmADAR, o único gene identificado nesta espécie. Humano e Drosófila As arquiteturas ADAT estão incluídas (vermelho), pois acredita-se que essas enzimas sejam ancestrais dos ADARs atuais. (b) Cladograma baseado em sequências de domínio catalítico ADAR. MacVector foi usado para gerar uma árvore de parentesco baseada nas sequências de proteínas dos domínios catalíticos ADAR de diferentes espécies. C. elegans ADAR2 está ausente devido à dificuldade de alinhar o domínio catalítico. Observe que humano e Drosófila Os ADATs (vermelhos) se agrupam como grupo externo.

Curiosamente, embora os genomas procarióticos não contenham genes ADAR, eles codificam um RNA de transferência (tRNA) adenosina desaminase (TadA), que modifica tRNAs específicos [10]. Os ortólogos eucarióticos desta enzima de edição de RNA, adenosina desaminases atuando em tRNAs (ADATs), também são conservados em metazoa e catalisam a desaminação de adenosinas específicas em inosinas no ou adjacente ao anticódon do tRNA [11]. A homologia de sequência entre os domínios catalíticos de ADARs e ADATs sugere um modelo no qual as enzimas modificadoras de tRNA são ancestrais dos ADARs (Figura 1b). Neste modelo, um gene ADAT duplicado adquiriu um ou mais domínios de ligação de dsRNA que permitiram que a proteína reconhecesse e se ligasse a dsRNAs. Acredita-se que este novo gene tenha conferido vantagem seletiva devido ao reparo de mutações genômicas prejudiciais por modificações de A para I no nível do mRNA [3].


Referências

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Istvan ES, Deisenhofer J: mecanismo estrutural para a inibição da redutase de HMG-CoA por estatina. Ciência. 2001, 292: 1160-1164. 10.1126 / science.1059344. Este artigo relata uma explicação estrutural para a inibição da HMG-CoA redutase humana por estatinas, que são medicamentos amplamente prescritos para hipercolesterolemia.

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