Desidrogenases

Desidrogenases são enzimas que estão envolvidas nos processos de oxidação. Eles ocorrem em diferentes variantes no corpo humano e, por exemplo, catalisam a degradação do álcool no fígado.

O que são desidrogenases?

As desidrogenases são enzimas especializadas. Os biocatalisadores aceleram a oxidação natural dos substratos. Uma substância que oxida perde elétrons. Em reações biológicas, as desidrogenases separam os ânions de hidrogênio de um substrato. Os ânions são partículas carregadas negativamente.

Nesse caso, um átomo de hidrogênio aceita um elétron e, portanto, recebe uma carga elétrica negativa. A reação real ocorre no centro ativo da enzima. Quando a desidrogenase cliva o ânion hidrogênio de um substrato, os cofatores absorvem os elétrons e o hidrogênio. Os cofatores são moléculas que desempenham um papel auxiliar nos processos enzimáticos, mas não estão envolvidos na própria clivagem. Os cofatores das desidrogenases incluem nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD +) e flavina adenina dinucleotídeo (FAD).

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Em contraste com as desidrogenases, as desidratases separam moléculas inteiras de água de seu substrato. As desidrogenases também podem causar a contra-reação e contribuir para a redução em vez da oxidação. Durante a redução, uma partícula aceita elétrons em vez de abandoná-los. A biologia atribui desidrogenases a óxido redutases. Esses tipos de enzimas existem em todos os organismos vivos.

Função, efeito e tarefas

As desidrogenases são um grupo formado por várias enzimas especializadas. As enzimas individuais desempenham diferentes tarefas no corpo humano. A biologia divide as várias desidrogenases em outros subgrupos.

As aldeído desidrogenases (ALDH), por exemplo, formam um grupo de desidrogenases encontradas principalmente no fígado. Como regra, um ALDH é responsável apenas por um determinado substrato e não pode contribuir para a oxidação de outros substratos. Por exemplo, ALDH1A1, -1A2 e -1A3 processam a retina, que é encontrada na vitamina A. Existem, no entanto, exceções a esta regra: ALDH2, por exemplo, pode funcionar com diferentes substratos e não se limita a uma substância.

No fígado, as desidrogenases decompõem o álcool, por exemplo o etanol. Eles ajudam a limpar o sangue, que é uma das tarefas mais importantes do fígado. A molécula de etanol primeiro se fixa no centro ativo de uma álcool hidrogenase (ADH). Com a ajuda da enzima, o etanol se oxida separando o átomo de hidrogênio carregado negativamente e entregando-o ao seu cofator NAD +: Dessa forma, o ADH converte o etanol em acetaldeído. O acetaldeído, ou etanal, é tóxico e causa vários males à saúde.

Os alimentos normalmente contêm apenas uma pequena quantidade de etanol, que o corpo pode converter rapidamente. Portanto, as quantidades de etanal são apenas pequenas. O acetaldeído, por sua vez, é o substrato para ALDH. ALDH catalisa a conversão de acetaldeído em ácido acético antes que o ácido acético possa ser dividido em água e dióxido de carbono. Nessa forma, as moléculas são completamente inofensivas.

Educação, ocorrência, propriedades e valores ideais

As desidrogenases estão localizadas principalmente nas partes líquidas do plasma celular ou nas mitocôndrias. Os corpos das mulheres produzem menos ADH do que os dos homens. Isso contribui para o fato de que as mulheres são, em média, mais sensíveis ao álcool.

Os valores exatos das diferentes desidrogenases variam não apenas entre diferentes grupos de enzimas, mas também entre diferentes indivíduos e grupos étnicos. No Leste Asiático e entre os povos indígenas da América e Austrália, os níveis de ADH são, em média, mais baixos do que, por exemplo, nos europeus. O genoma humano possui 19 genes conhecidos que determinam a ALDH. Esses genes estão no décimo segundo cromossomo. Eles determinam a ordem que os aminoácidos assumem nas cadeias de proteínas.

As propriedades das estruturas das proteínas resultam dessa sequência. A forma das desidrogenases e, portanto, sua função também depende da sequência dos aminoácidos durante a síntese. Por exemplo, ALDH2 consiste em 500 aminoácidos. Via de regra, as células sintetizam desidrogenases, de que mais tarde também precisam; Isso significa que não há necessidade de transportar as substâncias.

Doenças e distúrbios

Quando o álcool é decomposto no corpo humano, o acetaldeído é formado como um estágio intermediário. A substância é venenosa; a enzima ALDH, portanto, deve convertê-lo em ácido acético o mais rápido possível. Com grandes quantidades de álcool, entretanto, isso geralmente não funciona completamente. Portanto, a ressaca dura algumas horas após o consumo de álcool.

A medicina também a chama de veisalgia. Os sintomas típicos são dor de cabeça, mal-estar, mal-estar estomacal, vômitos e perda de apetite. A capacidade de concentração e reação costuma ser limitada. A sensibilidade das pessoas ao álcool depende, entre outras coisas, de quantas desidrogenases as células do fígado produzem. As desidrogenases também desempenham um papel no desenvolvimento ou manutenção de várias doenças. A aldeído desidrogenase gordurosa (FALDH), por exemplo, desempenha um papel central no desenvolvimento da síndrome de Sjogren.

Os principais sintomas do quadro clínico são retardo mental e paraplegia espástica progressiva. A paraplegia espástica é uma doença neurodegenerativa e é caracterizada por paralisia espástica nas pernas. A síndrome de Sjögren-Larsson também significa que a camada córnea da pele é mais pronunciada e forma flocos de pele claramente visíveis (ictiose). Além desses três sintomas cardinais, distúrbios da retina são comuns. A causa da síndrome está nos genes que codificam o FALDH. Devido a uma mutação, o corpo não sintetiza corretamente o complexo enzimático com FALDH. Como resultado, a concentração de álcoois graxos e aldeídos graxos no plasma sanguíneo aumenta.