sexta-feira, 23 de junho de 2017

Stress oxidativo – principais defesas antioxidantes enzimáticas

Superóxido dismutase (SOD):

Esta enzima, presente em quase todas as células, é uma defesa antioxidante muito importante, que causa a dismutação do anião superóxido em oxigénio e peróxido de hidrogénio. Apresenta várias isoformas (3 no ser humano), que diferem não apenas na sua localização intracelular, mas também no cofator que utilizam. Assim, a forma citosólica utiliza cobre e zinco como cofatores, sendo muitas vezes referida como Cu-Zn-SOD, ou SOD1. A forma mitocondrial utiliza manganês como cofator, sendo referida como Mn-SOD, ou SOD2. A forma extracelular, tal como a SOD1, também utiliza Cu-Zn-SOD, sendo referida como SOD3. A SOD1 é uma enzima dimérica, enquanto que a SOD2 e a SOD3 são tetraméricas. Mutações nos genes que codificam para as diferentes isoformas têm, normalmente, consequências muito graves para os indivíduos, o que revela bem a importância destas enzimas.

Catalase:

Esta enzima, presente nos peroxissomas das nossas células, tem um papel fundamental na dismutação do peróxido de hidrogénio em água e oxigénio (mais informações sobre esta enzima aqui). É uma enzima muito eficiente, e que impede que o peróxido de hidrogénio seja convertido em radicais livres através das reações de Fenton e de Haber-Weiss. É predominantemente tetramérica, utilizando grupos heme com ferro como cofator (um por cadeia polipeptídica).

Glutationa peroxidase:
Esta enzima é muito importante como defesa antioxidante contra peróxidos (orgânicos e inorgânicos). Convém destacar que numa situação de stress oxidativo, muitas vezes as nossas biomoléculas são convertidas em peróxidos. Portanto, esta enzima permite parar a cadeia de propagação de danos oxidativos. A sua atividade catalítica baseia-se na utilização da glutationa, uma molécula composta por 3 aminoácidos, com propriedades antioxidantes. Basicamente a enzima tira partido dessa propriedade, promovendo a oxidação da glutationa e impedindo assim a oxidação de outras biomoléculas. Ou seja, requer a presença de glutationa na forma reduzida, o que, por sua vez, necessita de magnésio e de NADPH.
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segunda-feira, 19 de junho de 2017

Pepsina

A pepsina foi descoberta por Theodor Schwann em 1835 após ter sido extraída de uma glândula da parede estomacal. Após a descoberta desta enzima, Theodor demonstrou que uma vez misturado com ácido clorídrico (que já era reconhecido como um dos constituintes do suco gástrico) um extrato, preparado a partir de glândulas do tecido estomacal, exibia uma maior capacidade de “dissolver” carne do que o ácido clorídrico sozinho.
No que toca à sua estrutura, é uma proteína monomérica com elevada percentagem de resíduos ácidos. O peso molecular da pepsina é aproximadamente 34,5 kDa , enquanto o pepsinogénio (precursor da pepsina)  ronda os 41,4 kDa. Para a pepsina ser ativa, terá de ser adicionado um protão a um dos dois resíduos de aspartato no centro ativo, e retirado um protão ao outro (isto ocorre entre pH 1 e 5). NOTA: acima de pH 7 a pepsina é irreversivelmente desnaturada.A pepsina é a principal enzima proteolítica ativa secretada pelo suco gástrico, solução aquosa rica em ácido clorídrico e em enzimas que atuam na digestão de proteínas. Existem células especializadas na secreção de ácido clorídrico (células parietais), o que faz com que o ambiente gástrico seja extremamente ácido. Estas células produzem uma enzima gástrica inativada (pepsinogénio) que ao entrar em contato com o HCl transforma-se em pepsina (forma ativa). Este contacto com o HCl é crucial, visto que a pepsina só reage em meio acido.
O principal ativador da pepsina é o pepsinogénio, enquanto que os seus inibidores são álcoois alifáticos e a pepstatina A.
A pepsina tem a função de digerir proteínas, através da catalisação da hidrolise dessas moléculas quebrando as ligações peptídicas entre alguns aminoácidos, é específica para certos pontos da proteína, e, portanto, não ocorre uma digestão completa. Os produtos dessa quebra são cadeias de aminoácidos relativamente longas, como as peptonas, mas há aminoácidos que se libertam completamente como  a fenilalanina, o triptofano e a tirosina principalmente.
A deficiência de pepsina no organismo pode ser causada principalmente por problemas fisiológicos, como a acloridria , deficiência na secreção ácida no estômago, ou resultantes da utilização de certos medicamentos que inibem a secreção de ácido clorídrico no estômago, como os anti-ulcerativos e os antiácidos. Problemas fisiológicos deste tipo impossibilita a conversão do pepsinogénio em pepsina. Esta deficiência acarreta em uma má digestão proteica, facto que pode fazer aumento o tempo de digestão e causar acumulação de proteínas no intestino, causando fermentação (pelas bactérias presentes no intestino) e deficiência na absorção de aminoácidos pelo organismo.
CURIOSIDADES: A pepsina pode ser extraída do estômago de suínos e bovinos e utilizada pela indústria alimentícia na produção de coagulantes de leite e amaciadores de carne. O nome “Pepsi” (marca de refrigerantes) tem esse nome por ter pepsina na sua constituição e, inicialmente, era utilizada como um medicamento para curar a dispepsia.


Trabalho realizado por:
Brayan Freitas
Diogo Fernandes 
Mariana  Gonçalves
Miguel Pinto
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segunda-feira, 10 de abril de 2017

Stress oxidativo e envelhecimento



O stress oxidativo é o grande pilar da teoria do envelhecimento. Em jeito de brincadeira, digo muitas vezes nas minhas aulas que nós envelhecemos porque temos o péssimo hábito de passar toda a nossa vida a respirar oxigénio. Basicamente é o oxigénio que nos faz viver, mas também é ele que nos mata aos bocadinhos, ou seja, que nos faz envelhecer…
E qual é a relação entre o oxigénio e o envelhecimento? A resposta resume-se a duas palavras: stress oxidativo! Esporadicamente, há moléculas de O2 que se transformam em espécies reativas de oxigénio, sendo que a maioria é neutralizada pelas nossas defesas antioxidantes (mais informação sobre esse assunto aqui). No entanto, há sempre algumas espécies reativas de oxigénio que conseguem contornar as nossas defesas e, consequentemente, conseguem causar pequenos danos nalgumas das nossas biomoléculas. Apesar de esses danos não terem muito significado biológico, quando avaliados isoladamente, à medida que vamos envelhecendo, os mesmos vão-se acumulando, e esses danos cumulativos começam a traduzir-se pela perda de algumas funcionalidades. São exemplos a perda de maleabilidade da pele, a rigidez articular, a perda de capacidade sensorial, etc.
Sendo assim, tudo o que possa acelerar a nossa taxa metabólica tem potencial de nos fazer envelhecer mais rapidamente, pois aumenta a produção de espécies reativas de oxigénio. Neste contexto, é particularmente evidente o efeito que o stress emocional tem! Por exemplo, pessoas que estejam sujeitas a cargos e atividades de elevado stress, envelhecem a uma taxa muito superior à daqueles que têm uma vida muito mais relaxada.
Por último, gostaria de deixar claro que o stress oxidativo não é o único fator responsável pelo envelhecimento mas é, seguramente, um dos principais, por isso se queremos envelhecer de forma mais lenta, temos que garantir um adequado equilíbrio entre os pró-oxidantes e os anti-oxidantes!
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sexta-feira, 17 de março de 2017

Mioglobina

A mioglobina é uma hemoproteína citoplasmática que consiste numa única cadeia polipeptídica de 154 aminoácidos. Expressa unicamente em miócitos cardíacos e fibras musculares esqueléticas oxidativas, a mioglobina foi assim chamada por causa da sua semelhança funcional e estrutural à hemoglobina. Como a hemoglobina, a mioglobina liga-se reversivelmente ao O2 e, assim, pode facilitar o transporte de O2 a partir de glóbulos vermelhos para as mitocôndrias durante períodos de aumento da atividade metabólica ou servir como um reservatório de O2 durante hipoxia ou anoxia.
A estrutura da mioglobina foi delineada pela primeira vez por John Kendrew há mais de 40 anos atrás e trabalhos subsequentes demonstraram que é uma cadeia de polipéptidos que consiste em oito α-hélices. Liga-se ao oxigénio pelo seu resíduo heme, um anel de porfirina: complexo do ião de ferro. A cadeia polipeptídica é dobrada e embala o grupo prostético heme, posicionando-o entre dois resíduos de histidina, His64 e His93. O ião de ferro interage com seis ligantes, quatro dos quais são fornecidos pelos átomos de nitrogénio dos quatro pirrroles e compartilham um plano comum. A cadeia lateral, imidazol da His93, fornece o quinto ligando, estabilizando o grupo heme e deslocando ligeiramente o ião de ferro para fora do plano do heme. A posição do sexto ligando, na desoximioglobina, serve como local de ligação para o O2, bem como para outros ligandos potenciais, tais como o CO ou NO. Quando o O2 se liga, o ião ferro está parcialmente puxado para trás em direção ao plano da porfirina. Embora este deslocamento seja de pouca importância na função da mioglobina monomérica, fornece a base para as mudanças conformacionais que fundamentam as propriedades alostéricas da hemoglobina tetramérica. Além disso, estudos que utilizam a difração de raios-X e técnicas de ligação de xénon identificaram quatro cavidades internas altamente conservadas dentro da molécula de mioglobina que pode servir para concentrar e orientar moléculas para a ligação ao resíduo heme.
Relacionada com o seu papel como um reservatório de O2, a mioglobina funciona também como um tampão de PO2 intracelular (pressão parcial de O2). Semelhante ao papel da creatinafosfoquinase, que funciona para tamponar concentrações de ATP quando atividade muscular aumenta, a mioglobina funciona para tamponar concentrações de O2. Como resultado, a concentração intracelular de O2 mantem-se relativamente constante e homogénea, apesar de aumentos no fluxo de O2 dos capilares para as mitocôndrias, induzidos pela atividade física.

Texto escrito por:
Ana Rita Cardoso
João Faria
Joel Mateus
Pedro Desport
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