N1-aminopropil agmatina ureiahidrolase
N1-aminopropil agmatina ureiahidrolase ou N1 – (3 - aminopropil) agmatina (EC 3.5.3.24) é uma enzima envolvida na biossíntese de poliaminas.
Estrutura e função[editar | editar código-fonte]
A N1-aminopropil agmatina ureiahidrolase pertence à família das hidrolases, que atuam na ligação peptídica de carbono-nitrogênio, especificamente nas aminas lineares. Ela requer um aglomerado de metal de duas moléculas de manganês, a fim de manter um funcionamento adequado. Esses íons Mn2+ coordenados com a água, orientam e estabilizam a molécula permitindo que a água atue como um nucleófilo.
A enzima foi caracterizada a partir da Archaea hipertermófila Thermococcus kodakarensis e da bactéria Gram-negativa Thermus thermophilus, e está envolvida na biossíntese de espermidina e ureia, localizando-se no citoplasma celular destes organismos. Acredita-se que essa enzima dá suporte ao crescimento de microrganismos termófilos em condições de altas temperaturas. Ao que parece, poliaminas de cadeia longa e ramificada estabilizam eficazmente DNA e RNA, respectivamente. [1]
Reação[editar | editar código-fonte]
A reação química catalisada por esta enzima é dada a seguir:
N1-aminopropil agmatina + H2O ⇆ espermidina + ureia
A detecção da reação é feita através de ensaios fluorimétricos, onde se avalia a produção de espermidina utilizando um reagente fluorescente, o o-ftalaldeído, que é um reagente fluorescente que reage especificamente com aminas primárias acima do seu ponto isoelétrico na presença de tióis.
Genética[editar | editar código-fonte]
A N1-aminopropil agmatina ureiahidrolase é codificada pelo gene TTHA1129 na bactéria Thermus thermophilus HB8 e pelo gene TK0882 na Archaea Thermococcus kodakarensis, e é homóloga ao gene SpeB.
Células sem este gene mostram um defeito significativo de crescimento em 78°C e acumulam N1-aminopropil agmatina. O mutante duplo de speB e SpeE mostra um crescimento defeituoso em 70°C e significativo crescimento defeituoso a 78°C. Nele se acumulam agmatina e N1-aminopropil agmatina. [2]
Características e parâmetros cinéticos descritos[editar | editar código-fonte]
Substratos[editar | editar código-fonte]
Já foram descritos dois substratos para a N1-aminopropil agmatina ureiahidrolase, sendo eles a agmatina e a N1-aminopropil agmatina.
Purificação[editar | editar código-fonte]
A N1-aminopropil agmatina ureiahidrolase já foi purificada a partir da expressão da enzima em bactérias Escherichia coli BL21. A partir daí, após a obtenção do extrato celular, algumas técnicas já foram utilizadas para a purificação como processos de aquecimento, cromatografia de troca iônica e cromatografia de interação hidrofóbica. Dentre as técnicas já utilizadas, a cromatografia de interação hidrofóbica é mais eficiente, uma vez que permite a obtenção da enzima 51 vezes mais enriquecida e com uma maior atividade específica.
Determinação de afinidade (Km) e eficiência catalítica (Kcat/Km)[editar | editar código-fonte]
A N1-aminopropil agmatina ureiahidrolase possui diferentes valores de Km para seus dois substratos descritos. Para a agmatina foi encontrado o valor de Km de 0,486 mM. Já para a N1-aminopropil agmatina foi encontrado o valor de Km de 0,00642 mM.
Com relação à eficiência catalítica para a enzima, foi encontrado o valor de Kcat/Km de 0,00387 (1/mMs-1) com a agmatina como substrato. Já com a N1-aminopropil agmatina como substrato, foi encontrado o valor de Kcat/Km de 0,165 (1/mMs-1). Esses valores indicam que a enzima tem mais afinidade pela N1-aminopropil agmatina, como também apresenta uma melhor atividade catalítica com ela.
pH e temperatura ótimos[editar | editar código-fonte]
Esta enzima apresenta pH ótimo entre 7,4 e 7,5 e tem uma melhor atividade em temperatura de 90°C, que é também onde ela é estável nos organismos em que é encontrada.
Inibidores[editar | editar código-fonte]
Até o momento, não foram descritos possíveis inibidores para esta enzima.
Banco de dados[editar | editar código-fonte]
Para outras informações acesse:
| Banco de dados | Links |
|---|---|
| Brenda | http://www.brenda-enzymes.info/enzyme.php?ecno=3.5.3.24 |
| ExPASy | http://enzyme.expasy.org/EC/3.5.3.24 |
| KEGG | http://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?ec:3.5.3.24 |
| MetaCyc | http://metacyc.org/META/substring-search?type=NIL&object=3.5.3.24 |
| IUBMB Enzyme Nomenclature | http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/EC3/5/3/24.html |
| UniProt | http://www.uniprot.org/uniprot/Q5JI38 |
Referências[editar | editar código-fonte]
- ↑ Morimoto, N., Fukuda, W., Nakajima, N., Masuda, T., Terui, Y., Kanai, T., Oshima, T., Imanaka, T. and Fujiwara, S. Dual biosynthesis pathway for longer-chain polyamines in the hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis. J. Bacteriol. 192 (2010) 4991-5001. [PMID: 20675472]
- ↑ Ohnuma, M., Terui, Y., Tamakoshi, M., Mitome, H., Niitsu, M., Samejima, K., Kawashima, E. and Oshima, T. N1-aminopropylagmatine, a new polyamine produced as a key intermediate in polyamine biosynthesis of an extreme thermophile, Thermus thermophilus. J. Biol. Chem. 280 (2005) 30073-30082. [PMID: 15983049]