A enzima delta-aminolevullnato desidratase

Resumo

A delta-aminolevulinato desidratase (ALA-D, E.C. 4.2.1.24) é uma enzima citosólica encontrada em bactérias, vegetais e animais. A reação catalisada pela ALA-D faz parte da rota de biossíntese dos compostos tetrapirrólicos (corrinas, bilinas, clorofilas e hemes). Esta enzima catalisa a condensação assimétrica de duas moléculas de ácido deltaaminolevulínico (ALA), formando porfobilinogênio. Um grupo Ɛ-amino de um resíduo de lisina presente no sítio ativo da enzima forma uma base de Schiff com a primeira molécula de substrato, a qual origina a cadeia lateral P (ácido propiônico) da molécula de porfobilinogênio. A segunda molécula de ALA originará a cadeia lateral A (ácido acético). A enzima de fígado bovino apresenta um peso molecular de 280 000 Da, sendo composta por 8 subunidades iguais, de 35 000 Da cada uma, no entanto apenas metade das subunidades parece estar envolvida na catálise. Independente da fonte, todas as enzimas ALA-D isoladas até o momento requerem um íon metálico divalente para estar ativas. Apesar do grande grau de similaridade existente entre os genes da ALA-D provenientes de diferentes organismos, a enzima requer metais diferentes para ativação, de acordo com a sua fonte (zinco para a enzima de animais, leveduras e algumas bactérias, e magnésio para a enzima de plantas). A enzima de mamíferos liga 8 íons zinco por octâmero. Foi detectada a existência de 2 sítios estruturalmente distintos para ligação do zinco na ALA-D bovina (sítios A e B). Os sítios A seriam compostos por 5 ligantes, entre eles um -SH de um resíduo de cisteína, e estariam envolvidos na ligação das 4 moléculas de zinco essenciais para a completa ativação da ALA-D (referidas como catalíticas), as quais parecem ser importantes para a união da segunda molécula de substrato, formação da primeira ligação entre as duas moléculas de ALA e união do produto. Os sítios B seriam compostos por 4 resíduos de cisteína e estariam envolvidos na união dos 4 íons zinco não essenciais (referidos como estruturais), os quais teriam a função de manter grupos -SH da enzima no estado reduzido. Tem sido proposto que o sítio A estaria presente também na ALA-D de vegetais, num número de 4 por octâmero, no entanto isto ainda não foi demonstrado. Cada octâmero da ALA-D de plantas apresentaria, ainda, 4 sítios B para união de íons magnésio essenciais e 8 sítios C para união de íons maqnesio não essenciais, cuja função é ativar a enzima. Na enzima de plantas a região que corresponde ao sítio B de união do íon metálico parece conter resíduos de aspartato ao invés dos resíduos de cisteína presentes na enzima de origem animal. Isto explicaria porque o sítio B da ALA-D de plantas liga Mg2+ ao invés de Zn2+. A ALA-D de E. Coli possui, aparentemente, 8 sítios para união de zinco (4 sítios A ou α e 4 sítios B ou β) e 8 sítios para união de magnésio (supostamente sítio C) por octâmero. Devido a sua natureza sulfidrílica a ALA-D é inibida por metais pesados, como chumbo e mercúrio, servindo como um índice para avaliar a intoxicação pelo metal. Além disso, as alterações patológicas observadas em alguns tipos de porfiria, na tirosinemia hepatorenal e após exposição a chumbo e mercúrio parecem estar relacionadas à inibição desta enzima. A inibição da ALA-D prejudica a biossíntese do heme e paralelamente provoca um acúmulo de ácido 5-aminolevulínico (seu substrato), que pode atuar como um prooxidante, além ser um potente agonista dos autoreceptores gabaérgicos.