Conceito de Apoenzima
O termo Apoenzima designa a parte polipeptídica ou proteica de uma enzima desprovida de cofatores e cataliticamente inativa.
As enzimas podem classificar-se em dois grupos de acordo com a sua estrutura geral, as enzimas simples e as enzimas conjugadas. As enzimas simples são constituídas exclusivamente por cadeias polipeptídicas (isto é proteína), tal como a tripsina, a pepsina ou as ribonucleases. No entanto, a maioria das enzimas são enzimas conjugadas, ou seja, necessitam da ligação de uma ou mais unidades não proteicas, chamadas cofatores, para poderem exercer uma atividade catalítica. O componente proteico ou polipeptídico desse complexo designa-se apoenzima e é enzimaticamente inativo. Por sua vez, o conjunto formado pela apoenzima e pelo (s) cofator (es) é referido como holoenzima.
Representação esquemática simplificada dos diferentes componentes de uma enzima conjugada.
O cofator (componente não proteico da enzima) fornece grupos funcionais quimicamente reativos, para além dos presentes nas cadeias polipeptídicas da apoenzima. A ligação do cofator à apoenzima varia segundo os casos, podendo acontecer através de ligações fracas e provisórias (apenas no decurso da reação enzimática) ou através de ligações covalentes (muito fortes) que mantêm o cofator firmemente unido à apoenzima. O mecanismo de ativação do cofator efetua-se quer por mudança conformacional da proteína, alterando a sua forma geométrica, quer pela participação direta no mecanismo da reação enzimática.
Os cofatores podem ser do tipo coenzima, grupo prostético ou ião metálico.
– Coenzima: Uma substância orgânica não proteica, termoestável, com ligação fraca à apoenzima e frequentemente derivada de uma vitamina do tipo B. Alguns exemplos de coenzimas são a coenzima A, derivada da vitamina B5 (ou ácido pantoténico), as coenzimas PLP que derivam da vitamina B6 (ou piridoxina) e a biocitina, derivada da vitamina B7 (ou biotina);
– Grupo prostético: Uma substância orgânica complexa e não proteica que se liga fortemente à apoenzima. Este tipo de cofator está presente, por exemplo, nos citocromos, sob a forma de um grupo heme que está firmemente unido ao apocitocromo, sendo necessários ácidos fortes para dissocia-lo;
– Ião metálico: Também chamado ião ativador, inclui os iões potássio (K+), ferroso (Fe2+), férrico (Fe3+), cobre (Cu2+), cobaltoso (Co2+), zinco (Zn2+), manganoso (Mn2+), magnésio (Mg2+), sódio (Na+) e cálcio (Ca2+). São iões inorgânicos obtidos através do aporte nutricional em minerais. A aminopeptidase é um exemplo de enzima cujo cofator é um ião metálico, Mn2+ ou Mg2+. A substituição de Mn2+ ou Mg2+ por outro ião metálico leva ao bloqueio da atividade enzimática. Outro exemplo é a carboxipeptidase, uma enzima cuja atividade é ativada pelo Zn2+. Neste caso, a substituição do zinco por cobalto irá retardar a atividade enzimática.
References:
- Borel, J. (1997). Biochimie dynamique. 1st ed. Bruxelles: DeBoeck Université.
- Devlin, T. (2004). Bioquímica. 1st ed. Barcelona: Reverté.
- Fruk, L., Kuo, C., Torres, E. and Niemeyer, C. (2009). Apoenzyme Reconstitution as a Chemical Tool for Structural Enzymology and Biotechnology. Angewandte Chemie International Edition, 48(9), pp.1550-1574.
