Holoenzima: características, funções e exemplos

Uma holoenzima é uma enzima composta por uma parte da proteína chamada apoenzima combinada com uma molécula não protéica chamada cofator. Nem a apoenzima nem o cofator estão ativos quando estão separadamente; isto é, para funcionar, eles precisam ser acoplados.

Assim, as holoenzimas são as enzimas combinadas e, consequentemente, são cataliticamente ativas. As enzimas são um tipo de biomoléculas cuja função é basicamente aumentar a velocidade das reações celulares. Algumas enzimas precisam da ajuda de outras moléculas, chamadas cofatores.

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Apoenzima + cofator = holoenzima

Os cofatores complementam as apoenzimas e formam uma holoenzima ativa que realiza a catálise. As enzimas que requerem um cofator específico são conhecidas como enzimas conjugadas. Estes possuem dois componentes principais: o cofator, que pode ser um íon metálico (inorgânico) ou uma molécula orgânica; Apoenzyme, parte da proteína.

Caracteristicas

Formado por apoenzimas e cofatores

As apoenzimas são a parte protéica do complexo e os cofatores podem ser íons ou moléculas orgânicas.

Eles admitem variedade de cofatores

Existem vários tipos de cofatores que ajudam a formar holoenzimas. Alguns exemplos são coenzimas e vitaminas comuns, por exemplo: vitamina B, FAD, NAD +, vitamina C t coenzima A.

Alguns cofatores com íons metálicos, por exemplo: cobre, ferro, zinco, cálcio e magnésio, entre outros. Outra classe de cofatores são os chamados grupos protéticos.

União temporária ou permanente

Os cofatores podem ser ligados a apoenzimas com intensidade diferente. Em alguns casos, o sindicato é fraco e temporário, enquanto em outros casos o sindicato é tão forte que é permanente.

Nos casos em que a união é temporária, quando o cofator é removido da holoenzima, ele se torna apoenzima novamente e deixa de ser ativo.

Função

A holoenzima é uma enzima pronta para exercer sua função catalítica; isto é, para acelerar certas reações químicas que são geradas em diferentes campos.

As funções podem variar dependendo da ação específica da holoenzima. Entre as mais importantes está a polimerase de DNA, cuja função é garantir que a cópia do DNA seja feita corretamente.

Exemplos de holoenzimas comuns

RNA polimerase

A RNA polimerase é uma holoenzima que catalisa a reação de síntese do RNA. Essa holoenzima é necessária para construir cadeias de RNA a partir de cadeias modelo de DNA que funcionam como modelos durante o processo de transcrição.

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Sua função é adicionar ribonucleotídeos na extremidade 3 de uma molécula de RNA em crescimento. Em procariontes, a apoenzima RNA polimerase precisa de um cofator chamado sigma 70.

Polimerase de DNA

A polimerase de DNA também é uma holoenzima que catalisa a reação de polimerização do DNA. Essa enzima desempenha um papel muito importante para as células porque é responsável pela replicação da informação genética.

A polimerase de DNA precisa de um íon carregado positivamente, geralmente magnésio, para desempenhar sua função.

Existem vários tipos de DNA polimerase: O DNA polimerase III é uma holoenzima que possui duas enzimas centrais (Pol III), cada uma composta por três subunidades (α, ɛ e θ), um grampo deslizante com duas subunidades beta e um complexo de fixação de carga que possui várias subunidades (δ, τ, γ, ψ e χ).

Anidrase carbônica

A anidrase carbônica, também chamada de carbonato desidratase, pertence a uma família de holoenzimas que catalisa a rápida conversão de dióxido de carbono (CO2) e água (H20) em bicarbonato (H2CO3) e prótons (H +).

A enzima requer um íon de zinco (Zn + 2) como cofator para desempenhar sua função. A reação catalisada pela anidrase carbônica é reversível, por esse motivo sua atividade é considerada importante, pois ajuda a manter o equilíbrio ácido-base entre o sangue e os tecidos.

Hemoglobina

A hemoglobina é uma holoenzima muito importante para o transporte de gases nos tecidos animais. Essa proteína presente nos glóbulos vermelhos contém ferro (Fe + 2) e sua função é transportar oxigênio dos pulmões para outras áreas do corpo.

A estrutura molecular da hemoglobina é um tetrâmero, o que significa que é composta por 4 cadeias ou subunidades polipeptídicas.

Cada subunidade desta holoenzima contém um grupo heme, e cada grupo heme contém um átomo de ferro que pode se ligar a moléculas de oxigênio. O grupo heme da hemoglobina é o seu grupo protético, necessário para a sua função catalítica.

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Citocromo oxidase

A citocromo oxidase é uma enzima que participa dos processos de obtenção de energia, realizados nas mitocôndrias de quase todos os seres vivos .

É uma holoenzima complexa que requer a colaboração de certos cofatores, íons ferro e cobre, a fim de catalisar a reação de transferência de elétrons e a produção de ATP.

Piruvato quinase

A piruvato-quinase é outra holoenzima importante para todas as células, porque participa de uma das vias metabólicas universais: a glicólise .

Sua função é catalisar a transferência de um grupo fosfato de uma molécula chamada fosfoenolpiruvato para outra molécula chamada adenosina difosfato, para formar ATP e piruvato.

A apoenzima requer cátions de potássio (K`) e magnésio (Mg + 2) como cofatores para formar a holoenzima funcional.

Carboxilase de piruvato

Outro exemplo importante é a piruvato carboxilase, uma holoenzima que catalisa a transferência de um grupo carboxila para uma molécula de piruvato. Assim, o piruvato é convertido em oxaloacetato, um intermediário importante no metabolismo.

Para ser funcionalmente ativo, a apoenzima piruvato carboxilase requer um cofator chamado biotina.

Acetil CoA carboxilase

A acetil-CoA carboxilase é uma holoenzima cujo cofator, como o nome indica, é a coenzima A.

Quando a apoenzima e a coenzima A são acopladas, a holoenzima é cataliticamente ativa para desempenhar sua função: transferir um grupo carboxil para acetil-CoA para convertê-lo em malonil coenzima A (malonil-CoA).

O acetil-CoA desempenha funções importantes nas células animais e vegetais.

Monoamina oxidase

Esta é uma importante holoenzima no sistema nervoso humano , cuja função é promover a degradação de certos neurotransmissores.

Para que a monoamina oxidase seja cataliticamente ativa, ela precisa se ligar covalentemente ao cofator, flavina e adenina dinucleotídeo (FAD).

Lactato desidrogenase

A lactato desidrogenase é uma importante holoenzima para todos os seres vivos, principalmente em tecidos que consomem muita energia, como coração, cérebro , fígado, músculo esquelético, pulmões, entre outros.

Essa enzima requer a presença de seu cofator, nicotinamida e adenina dinucleotídeo (NAD), a fim de catalisar a reação de conversão de piruvato em lactato.

Catalase

A catalase é uma importante holoenzima na prevenção da toxicidade celular. Sua função é decompor o peróxido de hidrogênio, um produto do metabolismo celular, em oxigênio e água.

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A catalase apoenzima requer dois cofatores para ativar: um íon manganês e um grupo protético HEMO, semelhante à hemoglobina.

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