A molécula desta semana é a proteína Superóxido Dismutase (SOD), uma enzima extremamente importante devido ao seu efeito antioxidante no nosso organismo, ajudando a prevenir o envelhecimento e morte celular resultado da exposição ao oxigénio da nossa atmosfera.
Foi descoberta pela primeira vez por Joe Milton McCord e Irwin Fridovich em 1969 e a sua sequência foi determinada por Steinman, Naik, Abernethy e Hill em 1974.
Sendo uma metaloproteína ela possui na sua contituição iões metálicos que lhe vão permitir efectuar as suas funções – no caso da SOD os metais que pode ter são: cobre e zinco; níquel; ferro; manganês.
Estrutura
A estrutura apresentada a seguir mostra a SOD bovina (Bos Taurus – código pdb “2SOD”) na sua forma tetramérica em que os 4 monómeros são iguais.
É composto por 152 resíduos de aminoácido, divididos pelas quatro cadeias (monómeros). Em cada cadeia existe um centro metálico que contem um ião [latex]Zn^{2+}[/latex] e um ião [latex]Cu^{2+}[/latex] coordenados a histidinas, partilhando uma entre si, sendo que o ião [latex]Zn^{2+}[/latex] também tem como ligando um aspartato.
Estes iões metálicos coordenados são o centro catalíticos da enzima – o ião [latex]Zn^{2+}[/latex] tem apenas função estrutural e estabilizadora, e o ião [latex]Cu^{2+}[/latex] realiza a catálise.
Reacções e mecanismos
A SOD é uma enzima peculiar, pois ao contrário das restantes ela encontra-se numa concentração muito superior à concentração do seu substrato (cerca de [latex]10^{6}[/latex] vezes superior) – ião superóxido – o que mostra a elevadíssima toxicidade deste radical de oxigénio.
O processo enzimático desta metaloenzima pode ser descrito pelas seguintes equações:
Onde M pode ser substituído por:
-Cu (n=1)
-Mn (n=2)
-Fe (n=2)
-Ni(n=2)
As reacções descritas por estas equações são reacções de oxidação-redução, levando a transferência de electrões entre as várias espécies químicas.
No entanto caso haja sobrexpressão, sobreactividade desta proteína ou uma falha da enzima catalase, os efeitos podem ser nocivos pois a SOD vai reagir com peróxido de hidrogénio originando outros radicais livres (superóxido, hidroxilo e imidazole) – isto acontece em pessoas que possuam o Síndrome de Down pois o seu cromossoma 21 extra vai levar à sua sobrexpressão.
Existem uns compostos sintéticos chamados a porfirinas de manganês que mimetizam a função da SOD, sendo úteis para estudos e comparações das várias SODs existentes.
Presença em organismos
Esta enzima existe em quase todos os organismos vivos, havendo raríssimas excepções (como no caso do Lactobacillus plantarum, que usa um mecanismo diferente) em que isso não acontece.
Em humanos existem três formas de superóxido dismutase: