Oxigenase

A oxigenase se refere a um grupo de enzimas capaz de catalisar a incorporação de átomos de oxigénio a partir do oxigénio molecular (O₂) em compostos orgânicos ou inorgânicos.

Reação química catalisada pela oxigenase

A reação química catalisada pela oxigenase é a adição de oxigénio a um substrato a partir do oxigénio molecular (O₂).

Como o oxigénio molecular contém dois átomos de oxigénio, a oxigenase pode adicionar um ou dois átomos de oxigénio ao substrato.

Muitas oxigenases contêm um ião de metal de transição (normalmente ferro ou cobre) ou um cofator (e.g. FAD) que reagem rapidamente com os dois eletrões desemparelhados do oxigénio.

Classificação da oxigenase

As oxigenases são classificadas em dois grupos, consoante a quantidade de átomos de oxigénio adiciona ao substrato. Assim, tem-se:

a) as monoxigenases – são as enzimas que catalisam a incorporação de apenas um átomo de oxigénio no substrato dos dois átomos que compõem o oxigénio molecular.

b) as dioxigenases – são as enzimas que adicionam os dois átomos de oxigénio que compõe o oxigénio molecular ao substrato.

Características das monoxigenases e exemplos

As monoxigenases podem ser também chamadas de oxidases de função mista porque, para além da oxidação do substrato principal, ocorre também a oxidação de um outro composto (o co-susbtrato).

As monoxigenases podem também ser consideradas como hidrolases visto que o segundo átomo de oxigénio do oxigénio molecular (O₂) é normalmente reduzido a água (H₂O).

A maioria das monoxigenases usa como dador de eletrões as moléculas NADH ou NADPH.

Um exemplo típico de monoxigenase é o citocromo P450 presente nas mitocôndrias e no retículo endoplasmático das células envolvido na biossíntese de hormonas esteróides e na metabolização de xenobióticos.

Outro exemplo é a fenilalanina hidroxilase que converte o aminoácido fenilalanina em tirosina.

Características das dioxigenases e exemplos

As dioxigenases mais conhecidas incluem aquelas que estão envolvidas na degradação biológica de compostos aromáticos. Um exemplo muito estudado são as dioxigenases de catecol. Estas dividem-se em extradiol e em intradiol (classificação baseada no mecanismo de clivagem).

As enzimas que clivam o intradiol são geralmente proteínas de ferro-tirosinadas com o ferro encontra-se no estado de oxidação Fe³⁺.

Já as dioxigenases de extradiol contêm iões de Fe²⁺ no seu centro ativo.

References:

• Madigan, M. T.  et al. (2009).Brock biology of microorganisms (12th ed.). San Francisco, CA: Pearson Benjamin Cummings.
• Metzler, D. (2012).Biochemistry The Chemical Reactions Of Living Cells. Burlington: Elsevier Science.
• Quintas, A. et al. (2008). bioquímica – organização molecular da vida. Lisboa: Lidel