Lisozima

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Lisozima

Lisozima [1] é uma proteína descoberta pelo médico escocês Alexander Fleming em 1922, com sua estrutura tridimensional definida por David Chilton Phillips e colegas em 1965. É encontrada nas lágrimas e no muco dos seres humanos, é também produzida pelas bactérias e por outros organismos. Ela digere certos carboidratos de alto peso molecular; assim as bactérias que contém esses carboidratos na estrutura de sua parede celular desintegram-se ou partem-se sob a ação da lisozima. A lisozima destrói o esqueleto glicosídico do peptidioglicano, ou seja, destrói a camada protetora de muitas bactérias.

Sua ação catalítica[editar | editar código-fonte]

A sua ação se deve à hidrólise das ligações glicosídicas beta 1,4 entre resíduos do ácido N-acetilmurâmico (Mur2Ac) e N-Acetil-D-glucosamina (GlcNAc) num pepitídeoglicano

Mecanismo de reação[editar | editar código-fonte]

A enzima usa um mecanismo de catálise covalente e catálise ácida geral, promovendo duas reações de deslocamento nucleofílicos sucessivos. Ela se liga a seis resíduos de Mur2Ac e GlcNAc que se alternam num peptídeoglicano típico de bactérias, como o PDP ID 1 LZE. A ligação clivada é aquela entre o 4º e 5º resíduos que foram ligados pela enzima. Existem dois mecanismos propostos para esta reação. O primeiro deles, proposto por Phillips e colegas, leva em consideração um mecanismo SN1, que atualmente não é mais aceito. O mecanismo mais aceito atualmente, proposto por Stephen Withers e colegas, leva em conta um mecanismo SN2. Neste mecanismo, o 4º e 5º resíduos entram no sítio ativo da enzima, e o aminoácido Asp52 da lisozima ataca o carbono anomérico do Mur2Ac. Este ataque libera o par de elétrons do carbono da GlcNAc, que se liga a um hidrogênio cedido pelo Glu35. Neste ataque, a ligação é clivada, e a GlcNAc (junto com o resto do peptídeoglicado ligado a ela) agora é liberada da enzima, que ainda está ligada covalentemente ao Mur2Ac. Esta ligação é quebrada com o ataque da água, que cede um -OH ao Mur2Ac e um H ao Glu35, restaurando a enzima e liberando o restante do peptídeoglicano.

Aplicação[editar | editar código-fonte]

Cristais de lisozima foram usados para produzir outros materiais funcionais para a catálise e aplicações biomédicas[2][3][4]. Por exemplo, em 2016, cientistas passaram a usar cabras modificadas cujo leite pode salvar milhares de vidas de crianças pobres. Os cientistas isolaram e amplificaram uma parte do DNA da cabra que eles geneticamente alteraram, usando a técnica CRISPR/Cas9 para recodificar para a lisozima humana. Lisozimas trabalha na linha de frente do sistema imunológico, destruindo as células bacterianas que causam diarreia e outras infecções[5].

Referências

  1. Nelson, D.L; Cox, M.M; Lehninger: Princípios de bioquímica, Ed. Savier, 2006, p 220 - 223
  2. Wei, Hui; Wang, Zidong; Zhang, Jiong; House, Stephen; Gao, Yi-Gui; Yang, Limin; Robinson, Howard; Tan, Li Huey; Xing, Hang (2011-02-01). «Time-dependent, protein-directed growth of gold nanoparticles within a single crystal of lysozyme». Nature Nanotechnology (em inglês) [S.l.: s.n.] 6 (2): 93–97. doi:10.1038/nnano.2010.280. ISSN 1748-3387. 
  3. Sanghamitra, Nusrat J. M.; Ueno, Takafumi (2013-04-19). «Expanding coordination chemistry from protein to protein assembly». Chemical Communications (em inglês) [S.l.: s.n.] 49 (39). doi:10.1039/C2CC36935D. ISSN 1364-548X. 
  4. Ueno, Takafumi (2013-07-08). «Porous Protein Crystals as Reaction Vessels». Chemistry – A European Journal (em inglês) [S.l.: s.n.] 19 (28): 9096–9102. doi:10.1002/chem.201300250. ISSN 1521-3765. 
  5. Spilled Milk - Scientists engineered goats whose milk could save thousands of poor children's lives. A world wary of GMOs was not ready. por Megan Molteni em "Undark Magazine" (2016)