Sacarasa: características, estrutura, funções

O sacarase , também conhecida como complexo de sacarose-isomaltase, é um complexo de enzima com membrana actividade α-glicosilase pertencente ao do grupo de integrais hidrolases (glicosidases e peptidases composta).

Está presente nos microvilos intestinais de muitos animais terrestres, como mamíferos, pássaros e répteis. De acordo com diferentes fontes bibliográficas, outros nomes aceitos desta enzima são oligo-1,6-glucosidase, α-metil-glucosidase, isomaltase e oligossacarídeo α-1,6-glucosidase.

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Representação gráfica do mecanismo de ação da sacarose (Fonte: NuFS, Universidade Estadual de San Jose [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

É uma enzima com atividade semelhante à invertase encontrada em plantas e microorganismos. Sua principal função é hidrolisar a ligação glicosídica entre os monossacarídeos (glicose e frutose) que compõem a sacarose ingerida com os alimentos.

Possui funções digestivas muito importantes, uma vez que a sacarose não pode ser transportada como dissacarídeo para as células intestinais e, portanto, sua hidrólise permite a absorção intestinal de seus monossacarídeos constituintes.

A síntese e a atividade da sacarose-isomaltase nas células intestinais dos animais são reguladas em muitos níveis: durante a transcrição e tradução, durante a glicosilação e também durante o processamento pós-tradução.

Quando qualquer um desses eventos falha ou ocorre algum tipo de mutação no gene que o codifica, ocorre em humanos uma condição patológica conhecida como síndrome de deficiência de sacarose, que está relacionada à incapacidade de metabolizar dissacarídeos.

Caracteristicas

Os dissacarídeos que servem como substrato para sacarose em mamíferos geralmente são o produto da atividade hidrolítica das enzimas α-amilase salivar e pancreática. Isso ocorre porque a sacarose não apenas hidrolisa as ligações glicosídicas da sacarose, mas também as ligações α-1,4 da maltose e maltotriose e outros oligossacarídeos.

A meia-vida do mesmo varia entre 4 e 16 horas; portanto, as células intestinais investem muita energia nos ciclos de síntese e degradação da sacarose para manter sua atividade em níveis relativamente constantes.

Síntese

Como a maioria das enzimas hidrolase integrais, a sacarose (sacarose-isomaltase ou SI) é uma glicoproteína sintetizada em células transportadas por escova como um polipeptídeo precursor indicado por pró-SI.

Essa molécula precursora é transportada para a superfície apical das células e é processada enzimaticamente por proteases pancreáticas que a dividem em duas subunidades diferentes: a subunidade isomaltase e a subunidade sacarose.

A subunidade isomaltase corresponde à extremidade amino terminal do pro-SI e possui um segmento hidrofóbico (âncora hidrofóbica) em sua extremidade N-terminal. Isso permite que ele seja associado à membrana plasmática das células intestinais com uma borda em escova.

O gene que codifica esse complexo em humanos está localizado no braço longo do cromossomo 3 e, dada a grande homologia de sequência entre as duas subunidades (mais de 40%), foi sugerido que essa enzima surgiu de um evento de duplicação genética.

Foi provado que ambas as subunidades, isomaltase e sacarose, são capazes de hidrolisar a maltose e outros α-glucopiranósidos, o que torna esse dímero uma proteína importante na digestão de carboidratos.

Estrutura

A forma inicial da enzima sacarose, o polipeptídeo pró-SI, possui aproximadamente 260 kDa e 1827 aminoácidos. No entanto, a atividade proteolítica das proteases pancreáticas produz duas subunidades de 140 kDa e 120 kDa, que representam isomaltase e sacarose, respectivamente.

Esta enzima é uma glicoproteína com porções sacáridas N e O- glicosiladas e os estudos de sua sequência revelam a presença de mais de 19 locais de glicosilação. As porções de carboidratos representam mais de 15% do peso da proteína e são essencialmente compostas por ácido siálico, galactosamina, manose e N-acetilglucosamina.

Como as duas subunidades do complexo sacarose-isomaltase não são exatamente iguais, muitos autores consideram que essa enzima é, na realidade, um heterodímero em que cada subunidade consiste em uma cadeia polipeptídica linear glicosilada e está associada a ligações não covalentes.

A subunidade isomaltase possui um segmento hidrofóbico de 20 resíduos de aminoácidos envolvidos em sua associação com a membrana dos enterócitos (células intestinais) e que representam uma âncora permanente e um sinal peptídico a ser direcionado ao retículo endoplasmático.

O sítio ativo de ambas as subunidades, a compra e a isomaltase, é encontrado na membrana plasmática dos enterócitos, projetando-se para o lúmen intestinal.

Funções

As principais funções metabólicas de enzimas como sacarose-isomaltase estão relacionadas à produção de glicose e frutose a partir da sacarose. Monossacarídeos que são transportados para as células intestinais e que são incorporados em diferentes vias metabólicas para diferentes fins.

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Mecanismo de ação da sacarase-isomaltase em mamíferos (Fonte: Areid3 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] via Wikimedia Commons)

A glicose, para a qual existem transportadores específicos, pode ser direcionada intracelularmente para a glicólise, por exemplo, onde sua oxidação leva à produção de energia na forma de ATP e à redução do poder na forma de NADH.

A frutose, por outro lado, também pode ser metabolizada por uma série de reações que começam com sua fosforilação em frutose 1-fosfato e catalisadas por uma fructoquinase hepática. Isso inicia a inclusão desse substrato em outras rotas de produção de energia.

Além disso, como a enzima invertase nas plantas, a atividade sacarose-isomaltase tem implicações importantes em aspectos celulares, como a pressão osmótica, que geralmente condiciona eventos fisiológicos, como crescimento, desenvolvimento, transporte de moléculas e outros.

Doenças relacionadas em seres humanos

Existe uma doença congênita autossômica em humanos conhecida como deficiência de sacarose-isomaltase ou CSID ( deficiência congênita de sacarase-isomaltase ), que está relacionada a defeitos na digestão de dissacarídeos ativos oligo e osmoticamente.

Esta doença tem a ver com vários fatores simultâneos, entre os quais o processamento incorreto da forma precursora pró-SI da enzima, mutações genéticas, erros durante o transporte etc. foram identificados.

Esta condição é difícil de diagnosticar, sendo frequentemente confundida com uma intolerância à lactose. Portanto, também é conhecido como “intolerância à sacarose”.

É caracterizada pelo desenvolvimento de cólicas abdominais, diarréia, vômitos, enxaquecas acompanhadas de hipoglicemia, falta de crescimento e ganho de peso, ansiedade e produção excessiva de gases.

Referências

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