Serpina

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Serpina (inibidor serina-protease)
Uma serpina (branco) com o seu "loop central reativo" (azul) ligado a uma protease (cinza). Assim que a protease tente catalisar, ela irreversivelmente inibida. (PDB 1K9O)
Indicadores
Símbolo Serpina, SERPINA (Símbolo da raiz da família)
Pfam PF00079
InterPro IPR000215
SCOP 1hle
CDD cd00172
Estruturas PDB disponíveis:
1m37A:1-378 1hleB:349-379 1jrrA:1-415

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As serpinas são uma superfamília de proteínas com estruturas semelhantes que foram identificadas pela inibição da protease e podem ser encontradas em todos os reinos.[1] O acrónimo serpina foi cunhado porque as primeiras serpinas a serem identificadas actuavam como quimotripsina serina-protease (serina protease inibidora).[2][3] Destacam-se pelo seu inusitado mecanismo de acção, no qual inibem irreversivelmente a sua protease alvo, ao submeterem-se a uma grande troca conformacional para alterar o seu sítio activo.[4][5] Isto contrasta com o mecanismo mais comum dos inibidores de protease que se ligam e bloqueiam o acesso da protease ao sítio activo.[5][6]

A inibição da protease por serpinas controla a matriz dos processos biológicos, incluindo a coagulação e inflamação. Estas proteínas são, por conseguinte, objecto de investigação médica, uma vez que[7] a sua troca conformacional única confere-lhe um alto interesse biológico estrutural e de investigação sobre o enovelamento de proteínas[4][5] O mecanismo de troca conformacional possui algumas vantagens, mas também alguns inconvenientes. Por um lado, as serpinas são vulneráveis a mutações que podem resultar em serpinopatias como o não-enovelamento das proteínas e a formação de polímeros inactivos de cadeias longas.[8][9] A polimerização de serpinas não só reduz a quantidade de inibidores activos, como também implica a acumulação dos polímeros, causando morte celular e insuficiência dos órgãos.[7]

Referências

  1. Silverman GA, Bird PI, Carrell RW, Church FC, Coughlin PB, Gettins PG, Irving JA, Lomas DA, Luke CJ, Moyer RW, Pemberton PA, Remold-O'Donnell E, Salvesen GS, Travis J, Whisstock JC (Setembro de 2001). «The serpins are an expanding superfamily of structurally similar but functionally diverse proteins. Evolution, mechanism of inhibition, novel functions, and a revised nomenclature». The Journal of Biological Chemistry. 276 (36): 33293–6. PMID 11435447. doi:10.1074/jbc.R100016200 
  2. Silverman GA, Whisstock JC, Bottomley SP, Huntington JA, Kaiserman D, Luke CJ, Pak SC, Reichhart JM, Bird PI (agosto de 2010). «Serpins flex their muscle: I. Putting the clamps on proteolysis in diverse biological systems». The Journal of Biological Chemistry. pp. 24299–305. PMC 2915665Acessível livremente. PMID 20498369. doi:10.1074/jbc.R110.112771 
  3. Whisstock JC, Silverman GA, Bird PI, Bottomley SP, Kaiserman D, Luke CJ, Pak SC, Reichhart JM, Huntington JA (agosto de 2010). «Serpins flex their muscle: II. Structural insights into target peptidase recognition, polymerization, and transport functions». The Journal of Biological Chemistry. pp. 24307–12. PMC 2915666Acessível livremente. PMID 20498368. doi:10.1074/jbc.R110.141408 
  4. a b Gettins PG (dezembro de 2002). «Serpin structure, mechanism, and function». Chemical Reviews. pp. 4751–804. PMID 12475206. doi:10.1021/cr010170 
  5. a b c Whisstock JC, Bottomley SP (Dezembro de 2006). «Molecular gymnastics: serpin structure, folding and misfolding». Current Opinion in Structural Biology. 16 (6): 761–8. PMID 17079131. doi:10.1016/j.sbi.2006.10.005 
  6. Law RH, Zhang Q, McGowan S, Buckle AM, Silverman GA, Wong W, Rosado CJ, Langendorf CG, Pike RN, Bird PI, Whisstock JC (2006). «An overview of the serpin superfamily». Genome Biology. 7 (5). 216 páginas. PMC 1779521Acessível livremente. PMID 16737556. doi:10.1186/gb-2006-7-5-216 
  7. a b Stein PE, Carrell RW (fevereiro de 1995). «What do dysfunctional serpins tell us about molecular mobility and disease?». Nature Structural Biology. pp. 96–113. PMID 7749926. doi:10.1038/nsb0295-96 
  8. Janciauskiene SM, Bals R, Koczulla R, Vogelmeier C, Köhnlein T, Welte T (agosto de 2011). «The discovery of α1-antitrypsin and its role in health and disease». Respiratory Medicine. pp. 1129–39. PMID 21367592. doi:10.1016/j.rmed.2011.02.002 
  9. Carrell RW, Lomas DA (Julho de 1997). «Conformational disease». Lancet. 350 (9071): 134–8. PMID 9228977. doi:10.1016/S0140-6736(97)02073-4