Fosforibosilformilglicinamidina ciclo-ligase

A fosforibosilformilglicinamidina ciclo-ligase (AIR sintetase ou FGAM ciclase) é a quinta enzima que participa na síntese de novo dos nucleotídeos de purina. Catalisa a reação na qual a 2-(formamido)-N1-(5-fosfo-β-D-ribosil)acetamidina (também chamado formilglicinamida-ribonucleotíde, FGAM) é convertida em 5-amino-1-(5-fosfo-β-D-ribosil)imidazol (conhecido também como 5-aminoimidazol ribonucleotídeo, AIR).

ATP + 2-(formamido)-N1-(5-fosfo-β-D-ribosil)acetamidina $\rightleftharpoons$ ADP + 5-amino-1-(5-fosfo-β-D-ribosil)imidazol + fosfato + H₊

Esta reação fecha sobre si mesma a cadeia de FGAM para produzir um anel imidazol de cinco membros, que logo formará o núcleo das purinas. A AIR sintetase catalisa a transferência do oxigênio do grupo formila até o fosfato inorgânico.

O mecanismo é sequencial, a ATP se une à enzima em primeiro lugar e o ADP é o último a ser liberado. A hidrólise de ATP é utilizada para ativar o oxigênio do grupo amida com o objetivo de que o nitrogênio lhe efetue um ataque nucleofílico. Nos seres humanos, e em muitos outros organismos esta atividade catalítica está contida dentro do polipéptido chamado proteína adenosina-3 biossintética de purina trifuncional.

Nomenclatura

O nome sistemático desta classe de enzimas é 2-(formamido)-N1-(5-fosforibosil)acetamidina ciclo-ligase (formadora de ADP). Outros nomes de uso comum poden ser: AIR sintetase, 5'-aminoimidazol ribonucleotídeo sintetase, 2-(formamido)-1-N-(5-fosforribosil)acetamidina ciclo-ligase (formadora de ADP), fosforribosilaminoimidazol sintetase, e fosforribosilformilglicinamidins ciclo-ligase.

Síntese de purinas

As purinas são um dos dois tipos de bases heterocíclicas nitrogenadas, as quais, por sua vez, são um dos três componentes dos nucleotídeos que formam os ácidos nucleicos. A síntese das purinas pode ser realizada partindo praticamente do zero de novo; ou por meio de um mecanismo de reciclagem. A AIR sintetase forma parte da rota de síntese de novo. O primeiro passo desta rota metabólica começa com fosforribosil pirofosfato (PRPP) e o produto final é monofosfato de inosina (inosina monofosfato, IMP). O IMP, eventualmente, termina sendo convertido em AMP ou GMP. A estrutura do anel de purina vai sendo composto pela adição sucessiva de um ou dois átomos a um extremo do anel de ribose. A via de síntese de novo se encontra muito conservada na maioria dos organismos.

AIR sintetase de feijão-frade

A AIR sintetase é encontrada tanto en mitocondrias como em plastos; a forma mitocondrial possui 5 aminoácidos a mais que a forma plastidial. No feijão-frade (Vigna unguiculata) a enzima é codificada por um único gene, apesar de existir em ambas as formas, plastidial e mitocondrial. Isso sugere que as diferentes versões da enzima podem ser derivadas de um único transcrito primário. Um estudo propõe que haja o controle estrito do gene pur5, o gene que codifica a AIR sintetase.