Superóxido dismutasa
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|---|---|
| Notación | |
| simbolos | SOD1 ; ELA, ELA1 |
| CAS | 9054-89-1 |
| gen entrez | 6647 |
| HGNC | 11179 |
| OMIM | 147450 |
| RefSeq | NM_000454 |
| UniProt | P00441 |
| Otros datos | |
| Código KF | 1.15.1.1 |
| Lugar | 21 cap. , 21q22.1 |
| ¿ Información en Wikidata ? | |
| superóxido dismutasa 2 , mitocondrial | |
|---|---|
| Notación | |
| simbolos | SOD2 |
| CAS | 9054-89-1 |
| gen entrez | 6648 |
| HGNC | 11180 |
| OMIM | 147460 |
| RefSeq | NM_000636 |
| UniProt | P04179 |
| Otros datos | |
| Código KF | 1.15.1.1 |
| Lugar | sexta cresta , 6q25 |
| ¿ Información en Wikidata ? | |
| superóxido dismutasa 3 , extracelular | |
|---|---|
| Notación | |
| simbolos | SOD3 |
| CAS | 9054-89-1 |
| gen entrez | 6649 |
| HGNC | 11181 |
| OMIM | 185490 |
| RefSeq | NM_003102 |
| UniProt | P08294 |
| Otros datos | |
| Código KF | 1.15.1.1 |
| Lugar | 4ta cresta , 4 pter-q21 |
| ¿ Información en Wikidata ? | |
La superóxido dismutasa (SOD, EC 1.15.1.1 ) pertenece al grupo de enzimas antioxidantes . Junto con la catalasa y otras enzimas antioxidantes , protege al cuerpo humano de la constante formación de radicales de oxígeno altamente tóxicos . La superóxido dismutasa cataliza la dismutación del superóxido en oxígeno y peróxido de hidrógeno . Por lo tanto, juega un papel importante en la protección antioxidante de casi todas las células que están de una forma u otra en contacto con el oxígeno. Una de las raras excepciones es la bacteria del ácido láctico Lactiplantibacillus plantarum y sus bacterias del ácido láctico relacionadas , que utilizan un mecanismo de defensa diferente contra el superóxido resultante.
Reacción
La reacción de dismutación del superóxido catalizada por la superóxido dismutasa se puede dividir en dos partes (reacciones parciales) de la siguiente manera:
- METRO (n+1)+ − CÉSPED + O 2 − → METRO n+ − CÉSPED + O 2
- METRO norte + - CÉSPED + O 2 - + 2H + → METRO (n+1)+ - CÉSPED + H 2 O 2 .
donde M ( metal de transición ) = Cu (n=1); Manganeso (n=2); FE (n=2); Ni (n=2).
En esta reacción, el estado de oxidación del catión metálico oscila entre n y n+1.
Tipos
Introducción
Existen varias formas de superóxido dismutasa según el tipo de metal de transición cofactor del sitio activo de la enzima : Cu , Zn -SOD ( cobre como cofactor del sitio activo y zinc como cofactor estabilizador de la conformación ), Mn -SOD (con manganeso en el sitio activo), así como Fe -SOD menos común (con hierro )) y Ni -SOD (con níquel ).
- El citosol de casi todas las células eucariotas contiene superóxido dismutasa del tipo Cu,Zn-SOD. Es la superóxido dismutasa más abundante y la única forma comercialmente disponible de la enzima (generalmente aislada de eritrocitos o hígado bovino : PDB 1SXA Archivado el 29 de marzo de 2008 en Wayback Machine , EC 1.15.1.1). Cu,Zn-SOD es un homodímero (es decir, que consta de dos subunidades idénticas), con un peso molecular de 32,5 kDa. Las subunidades de proteínas están unidas entre sí principalmente por enlaces hidrofóbicos y electrostáticos . El cobre y el zinc están unidos a la parte proteica de la molécula a través de residuos de histidina .
- Las mitocondrias de las células eucariotas y muchas bacterias contienen superóxido dismutasa con Mn (Mn-SOD). Por ejemplo, SOD mitocondrial humana: PDB 1N0J (enlace no disponible) , EC 1.15.1.1, peso molecular 86-88 kDa. El manganeso en esta enzima se coordina con la proteína a través de 3 histidina y aspartato y con agua o un ligando hidroxilo, dependiendo del estado oxidativo de Mn (Mn(II) o Mn(III)).
- E. coli y muchas otras bacterias contienen formas de hierro (Fe-SOD) de la enzima, otras contienen manganeso (Mn-SOD) y algunas ambas. ( E. coli Fe-SOD: PDB 1ISA Archivado el 29 de marzo de 2008 en Wayback Machine , EC 1.15.1.1). Los sitios activos de Mn- y Fe-SOD contienen los mismos aminoácidos en las cadenas laterales.
Humano
Hay tres tipos de SOD en el cuerpo humano. SOD1 se encuentra en el citoplasma , SOD2 está en las mitocondrias y SOD3 es la forma extracelular (extracelular). La primera forma es dimérica, mientras que la segunda y la tercera son tetrámeras (constan de 4 subunidades iguales). SOD1 y SOD3 contienen cobre en el centro activo y zinc como componente estructural, y SOD2 contiene manganeso en el centro activo. Los genes de estas formas se localizan, respectivamente, en los cromosomas 21, 6 y 4 (21q22.1, 6q25.3 y 4p15.3–p15.1). La SOD1 citosólica es una proteína pequeña con un peso molecular de 32,5 kDa, el peso molecular de la SOD2 mitocondrial es de aproximadamente 86-88 kDa. La SOD3 extracelular es la superóxido dismutasa más grande con un peso molecular de 135 kDa.
Bioquímica
El radical superóxido (O 2 − ) se dismuta espontáneamente con bastante rapidez en oxígeno O 2 y peróxido de hidrógeno H 2 O 2 (~10 5 M −1 s −1 a pH 7). Sin embargo, el superóxido reacciona aún más rápido con otras moléculas objetivo, como el óxido nítrico NO, para formar peroxinitrito en el proceso . Sin embargo, la superóxido dismutasa tiene la tasa de reacción catalítica más alta conocida (~10 9 M- 1 s - 1 ). La reacción está limitada solo por la frecuencia de colisión del superóxido con la enzima (la llamada reacción de difusión limitada ), por lo que la superóxido dismutasa protege a la célula de los efectos dañinos del superóxido.
Fisiología
El superóxido es uno de los principales prooxidantes de la célula, por lo que la SOD desempeña una de las funciones clave en la defensa antioxidante del organismo. El papel de esta enzima se ha demostrado experimentalmente: los ratones que carecen de SOD mitocondrial sobreviven solo unos días después del nacimiento, ya que desarrollan un estrés oxidativo severo .
Papel en la patología
Las mutaciones en la SOD1 humana pueden causar esclerosis lateral amiotrófica , una enfermedad de las neuronas motoras . Sin embargo, el mecanismo de desarrollo de esta enfermedad con estas mutaciones no se conoce, ya que la actividad enzimática de la superóxido dismutasa no cambia.
Enlaces
- A. V. Peskin, C. C. Winterbourn. Un ensayo de placa de microtitulación para superóxido dismutasa utilizando una sal de tetrazolio soluble en agua (WST-1 ) // Clinica Chimica Acta : diario. - 2000. - vol. 293 . - P. 157-166 .
- Campana, F. La superóxido dismutasa tópica reduce la ibrosis del cáncer de mama después de la irradiación // Journal of Cellular and Molecular Medicine : diario. - 2004. - vol. 8 , núm. 1 . - P. 109-116 . Texto libre - PDF 333kB
- Li, Y.; Huang, TT; Carlson, EJ; Melov, S.; Ursell, PC; Olson, JL; Noble, LJ; Yoshimura, parlamentario; Berger, C.; Chan, PH; et al. Miocardiopatía dilatada y letalidad neonatal en ratones mutantes que carecen de superóxido dismutasa de manganeso. Nat. Gineta. 11:376-381; 1995.
- Elchuri, S.; Oberley, TD; Qi, W.; Eisenstein, RS; Jackson Roberts, L.; Van Remmen, H.; Epstein, CJ; Huang, TT La deficiencia de CuZnSOD conduce a un daño oxidativo persistente y generalizado y a una hepatocarcinogénesis más adelante en la vida. Oncogen 24:367-380; 2005.
- Muller, F. L.; Canción, W.; Liu, Y.; Chaudhuri, A.; Pieke-Dahl, S.; Fuerte, R.; Huang, TT; Epstein, CJ; Roberts, LJ, segundo; Csete, M.; Faulkner, JA; Van Remmen, H. La ausencia de superóxido dismutasa de CuZn conduce a un estrés oxidativo elevado y a la aceleración de la atrofia del músculo esquelético dependiente de la edad. Radicales libres. Biol. Medicina. 40:1993-2004; 2006.
- Sentman, ML; Granström, M.; Jacobson, H.; Reaume, A.; Basu, S.; Marklund, S.L. Fenotipos de ratones que carecen de superóxido dismutasa extracelular y superóxido dismutasa que contiene cobre y zinc. J Biol. química 281:6904-6909; 2006.
Véase también
Enlaces
- OMIM 147450 (SOD1), OMIM 147460 (SOD2), OMIM 185490 (SOD3) y OMIM 105400 (ALS)
- La esclerosis lateral amiotrófica
- Buena revisión de la literatura sobre SOD.
- Teorías del envejecimiento basadas en el daño El papel de la superóxido dismutasa en el envejecimiento.
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