Estrutura da lisozima

Estrutura da Lisozima
A. Rita Simões, Jorge Beira, Rita Malcata
Metabolismo e Endocrinologia
2.º Ano LEBM, 5 de Abril de 2006
Grupo 4: A. Rita Simões, Jorge Beira, Rita Malcata;
Tema: Estrutura da lisozima
Uma enzima é uma proteína que catalisa (aumenta a velocidade de) uma reacção química.
O termo enzima provém do grego ένζυµο, énsymo, que significa én – em – simo –
levedura (Louis Pasteur descobriu que o processo de fermentação do álcool, pelas
leveduras, era catalisado por alguma substância).
Como qualquer catalisador, as enzimas desempenham o seu papel baixando a energia de
activação de uma reacção, aumentando, deste modo, a sua velocidade, e não sofrendo
qualquer alteração no decurso da reacção.
A função de uma enzima, tal como sucede com as restantes proteínas, é eterminada pela
sua estrutura. Uma enzima pode ser uma proteína monomérica (contendo apenas uma
cadeia polipeptídica, tipicamente de 100 ou mais aminoácidos) ou oligomérica (que
consiste em cadeias de diversos polipeptídeos que actuam juntos como uma unidade) .
As enzimas apresentam, na sua estrutura, um centro activo – local onde a molécula do
substrato se une -, funcionando através do modelo “chave – fechadura” sendo, como tal,
dotadas de grande especificidade.
A lisozima é uma enzima vulgarmente conhecida como o antibiótico natural do
organismo, uma vez que destrói bactérias. Encontra-se em abundância em secreções,
como as lágrimas, a saliva e a mucosa nasal, bem como em grânulos citoplasmáticos de
granulócitos neutrófilos e ainda na clara do ovo (sendo esta muito útil a nível industrial,
nomeadamente no controlo de bactérias lácteas no vinho). Foi descoberta acidentalmente,
em 1922, por Alexander Fleming que, estando constipado, deixou cair algumas gotas de
muco nasal numa cultura de bactérias, verificando depois que alguma substância presente
no muco as tinha matado.
Esta enzima é antibacteriana, uma vez que degrada os polissacarídeos que se encontram
nas paredes celulares de muitas bactérias (não tem, no entanto, efeito nas bactérias gram
negativas). Ela desempenha este papel catalisando a inserção das moleculas de água em
determinados pontos das cadeias polissacarídeas bacteriais, mais concretamente nos
locais onde os dois amino-açúcares que compõem as cadeias (N-acetilglucosamina e
ácido N-acetilmurámico) se ligam. Pertence, portanto, à classe funcional enzimática das
hidrolases.
Uma deficiência em lisozima pode ser causada pelo gene LYZ, do cromossoma 12, e
pode estar associada a um aumento da tendência das infecções.
A estrutura primária da lisozima consiste numa única cadeia polipeptídica constituída por
129 aminoácidos. Ao longo da cadeia existem 4 pares de cisteínas (aminoácidos
hidrofóbicos que contêm um grupo tiol: -SH) ligados por uma ponte dissulfídica (ligações
covalentes que unem pontos distantes da estrutura primária da proteína, e que são comuns
1
Estrutura da Lisozima
A. Rita Simões, Jorge Beira, Rita Malcata
em proteínas extracelulares). Isto leva a concluir que a cadeia constituinte da lisozima
não é linear, podendo encontrar-se nela algumas “dobras”.
A lisozima é uma proteína globular que apresenta uma fenda profunda ao longo de parte
da sua superfície, à qual se ligam seis hexoses dos substratos.
A cristalografia de raios-X permitiu verificar a forma elipsoidal desta molécula e ainda
que, à medida que o substrato e a lisozima se unem, cada um deles vai sendo ligeiramente
deformado. Devido às modificações químicas da cadeia polissacarídea, a lisozima
promove, diminuindo a energia de activação do processo, a inserção da molecula de água
entre as duas hexoses, ocorrendo assim a hidrólise da cadeia. Quanto à enzima, a ligação
que ela efectua ao substrato induz um ligeiro movimento de determinados resíduos de
aminoácidos, podendo, deste modo, a sua fenda fechar-se ligeiramente sobre o substrato
(mecanismo de “chave-fechadura”).
Em relação à estrutura secundária da lisozima, sabe-se que ela tem 5 regiões helicoidais,
sendo três delas alfa hélices e as restantes intermediárias. Nas alfa hélices, há extensão
dos radicais dos aminoácidos para fora e extensão dos grupos carbonilo de cada ligação
peptídica paralela ao eixo da hélice, apontando para o grupo NH do aminoácido da cadeia
que se situa numa posição de 4 a.a. antes desse, formando com ele uma ponte de
hidrogénio. A lisozima apresenta ainda cinco regiões de camadas beta. Estas consistem
em pares de cadeias que se situam lado a lado (frequentemente anti-paralelas), sendo
estabilizadas por pontes de hidrogénio entre os átomos de hidrogénio ligados aos azotos
de cada ligação peptídica e o átomo de oxigénio carbonílico das ligações peptídicas da
cadeia peptídica adjacente.
Ao nível da sua estrutura terciária (que consiste na orientação espacial de regiões da
estrutura secundária e que é estabilizada por interacções não covalentes), a lisozima é,
como já foi referido, uma proteína globular.
Esta enzima apresenta ainda cinco regiões de camadas beta.
Estrutura, ligações, flexibilidade funcional:
Estrutura primária: cadeia polipeptídica única, com 129 aminoácidos; Ao longo da cadeia
existem 4 pares de cisteínas (aminoácidos hidrofóbicos que contêm um grupo tiol: -SH)
ligados por uma ponte dissulfídica (ligações covalentes que unem pontos distantes da
estrutura primária da proteína, e que são comuns em proteínas extracelulares).
Bibliografia:
http://en.wikipedia.org/wiki/Lysozyme
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/L/Lysozyme.html
http://users.rcn.com/jkimball.ma.ultranet/BiologyPages/E/Enzymes.html#lysozyme
http://www.rcsb.org/pdb/explore/images.do?structureId=3LZT
http://ase.tufts.edu/biology/MolecVisual/bio152/rightlyso.html#top
http://cat.middlebury.edu/~chem/chemistry/class/bio/ch322/lysozyme/lysozyme2.html
http://www2.uah.es/biomodel/pt/model1/prot/beta.htm
http://www.projetobiologico.arizona.edu/biochemistry/activities/molecular_structure/tertiary_structure.html
http://webhost.bridgew.edu/fgorga/proteins/tertiary.htm
2
Estrutura da Lisozima
A. Rita Simões, Jorge Beira, Rita Malcata
3
Estrutura da Lisozima
A. Rita Simões, Jorge Beira, Rita Malcata
4
Estrutura da Lisozima
A. Rita Simões, Jorge Beira, Rita Malcata
5