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O que são isoenzimas
Isoenzimas são enzimas diferentes mas que catalisam uma mesma reação química, sendo que o número de isoenzimas de uma determinada enzima está relacionado ao número de compartimentos subcelulares onde a mesma reação catalítica é realizada (Gottlieb, 1982). Como são proteínas distintas, elas possuem diferentes: i- genes codificantes; ii- sequências de aminoácido; iii- locais de síntese; iv- parâmetros cinéticos.
Assim, a determinação específica do tipo de isoenzima (por meio da eletroforese ou cromatografia iônica, por exemplo) pode fornecer informações chaves para o direcionamento do diagnóstico de algumas patologias.
Hexocinases
Na primeira etapa da glicólise (saiba mais no post Glicólise), a fosforilação da glicose em glicose-6-fosfato pode ser realizada por quatro diferentes tipos de hexocinases (HK I, II, III, IV), sendo a IV também denominada de glicocinase. Ademais, uma quinta hexocinase chamada HKDC 1 (do inglês ‘’hexokinase domain containing 1’’) também já foi identificada por sequenciamento genético,mas a qual não abordaremos neste post.
As hexocinases do tipo I, II e III, fosforilam hexoses (glicose, frutose, galactose, etc) com uma alta afinidade, devido seu baixo Km (entre 3M e 300M) e são reguladas por feedback negativo pela alta concentração de glicose-6-fosfato. A distribuição dessas isoenzimas, pelo corpo, é ampla; a HK-I, encontrada em todos os tecidos, é mais abundante no cérebro; a II, no coração, músculos esqueléticos e adipócitos; e a III, em células brancas sanguíneas.
Já a glicocinase (hexocinase do tipo IV), presente em células hepáticas e beta-pancreáticas, realiza a fosforilação apenas da glicose, com baixa afinidade, devido seu alto Km (8mM). Desempenha uma função de sensor glicolítico, visto que realiza a fosforilação apenas em altas concentrações de glicose. Além disso, ela é regulada pela disponibilidade de glicose.
Características | HK I, II e III | HK IV (Glicocinase) |
|---|---|---|
Locais | todos os tecidos | fígado e células beta-pancreáticas |
Substratos | glicose e outras hexoses | glicose |
Km para glicose | 0,003 - 3 mM (alta afinidade) | 8 mM (baixa afinidade) |
Tipo de curva no gráfico - concentração de glicose versus atividade da enzima | curva hiperbólica | curva sigmoide |
Regulação | feedback negativo pela glicose-6-fosfato | pela disponibilidade de glicose |
Função | metabolismo basal da glicose | sensor de glicose, fosforila a glicose apenas quando há alta concentração |
Tabela 1 - Comparação entre as isoenzimas da hexocinase. #Pracegover Tabela comparativa com três colunas e sete linhas, sendo as colunas: ‘’características’’, ‘’HK I, II e III’’ e ''HK IV (Glicocinase)’’, da esquerda para a direita; e as linhas: ‘’características’’, ‘’locais’’, ‘’substratos’’, ‘’Km para glicose’’, ‘’tipos de curva no gráfico - concentração de glicose versus atividade da enzima’’, ‘’regulação’’ e ‘’função, de cima para baixo.
Referência Bibliográfica
DEVLIN, Thomas M. Textbook of biochemistry: with clinical correlations. 7th ed, 2002. New York: Wiley-Liss.
LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed.
GLICÓLISE, Tema; JÚLIO, César ; BORGES. Aula de Bioquímica Avançada. [s.l.]: , [s.d.]. Disponível em: <https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/1338611/mod_resource/content/1/Aula17BioqAvan_Glicolise.pdf>. Acesso em: 9 Aug. 2021.
VAN SCHAFTINGEN, Emile. Energy Metabolism | Hexokinase/Glucokinase. Encyclopedia of Biological Chemistry III, p. 149–161, 2021. Disponível em: <https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128194607000347?via%3Dihub>. Acesso em: 9 Aug. 2021.
WILSON, John E. Isozymes of mammalian hexokinase: structure, subcellular localization and metabolic function. Journal of Experimental Biology, v. 206, n. 12, p. 2049–2057, 2003. Disponível em: <https://journals.biologists.com/jeb/article/206/12/2049/9262/Isozymes-of-mammalian-hexokinase-structure>. Acesso em: 16 Aug. 2021.
Isoenzimas : Genética Virtual. Webnode.com.br. Disponível em: <https://geneticavirtual.webnode.com.br/genetica-virtual-home/topicos-extras/marcadores-moleculares/isoenzimas/>. Acesso em: 16 Aug. 2021.
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