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5'-nucleotidasa

La 5′-nucleotidasa (EC 3.1.3.5) es una enzima que cataliza la escisión fosforilítica de 5′-nucleótidos. [2] Aunque se encontró originalmente en el veneno de serpiente, [3] la actividad de la 5'nucleotidasa se ha descrito en bacterias y células vegetales, y está ampliamente distribuida en el tejido de los vertebrados. [4] En las células de mamíferos, la enzima se encuentra predominantemente en la membrana plasmática y su función principal es la conversión de nucleótidos extracelulares (por ejemplo, 5'-AMP), que generalmente son impermeables, al nucleósido correspondiente (por ejemplo, adenosina), que puede fácilmente entrar en la mayoría de las células. [5] En consecuencia, la enzima desempeña un papel clave en el metabolismo de los nucleótidos.

La enzima tiene una amplia especificidad de sustrato para los nucleótidos y se ha demostrado que hidroliza 5'nucleótidos rápidamente, ribosa-5-fosfato lentamente y otros ésteres de fosfato extremadamente lentamente (si es que lo hace). [6]

La enzima cataliza la siguiente reacción:

un 5′- nucleótido + H 2 O ⇌ un nucleósido + fosfato

A continuación se muestra la reacción catalizada por 5′-nucleotidasa de un nucleótido AMP a nucleósido de adenosina:

AMP + H 2 O adenosina + fosfato

Nomenclatura

Estructura

Estructura del sitio activo de la 5′-nucleotidasa con el inhibidor adenosina [10]

Sitio activo

Los estudios de la forma soluble de la ecto-5′-nucleotidasa humana, sin un anclaje GPI , han demostrado que el dominio C-terminal sostiene el bolsillo de unión al sustrato y que el motivo de purina aromática del sustrato está apilado entre dos residuos de fenilalanina. [10] Además, se ha propuesto un mecanismo catalítico que implica un ataque nucleofílico en línea por un resto hidroxilo coordinado por zinc en el sustrato fósforo, con el nucleósido actuando como grupo saliente. [10]

Formas unidas a membrana y solubles.

Esquema de dibujos animados de formas solubles y unidas a membrana de 5'nucleotidasa de mamíferos

Los estudios de 5′-nucleotidasas de mamíferos han demostrado que existen al menos cuatro formas diferentes de la enzima 5′-nucleotidasa: una forma unida a la membrana y tres formas solubles. [4] La forma unida a la membrana está anclada a la membrana plasmática mediante GPI en su extremo C. [4] Una de las formas solubles parece derivar de la ex-5'-nucleotidasa anclada a GPI y tiene una ubicación extracelular. [4] Las dos formas citosólicas de la enzima tienen características similares, pero pueden diferenciarse en función de sus afinidades preferenciales por los sustratos de nucleótidos. [4] La forma anclada a GPI existe como un dímero, con las dos subunidades unidas mediante un puente disulfuro. Las formas solubles pueden existir como dímeros o tetrámeros. Generalmente al menos el 50% de la enzima se encuentra en forma unida a la superficie. [4]

Relevancia médica

Análisis de sangre de 5' nucleotidasa

La concentración de la proteína 5'nucleotidasa en la sangre se utiliza a menudo como prueba de función hepática en personas que muestran signos de problemas hepáticos. Los ensayos combinados de las actividades séricas de la 5'nucleotidasa y la fosfatasa alcalina (AP) son extremadamente útiles en el diagnóstico diferencial, ya que la actividad sérica de la 5'nucleotidasa aumenta en los trastornos hepatobiliares obstructivos , pero no en los trastornos óseos , mientras que la actividad sérica de la AP generalmente aumenta en ambas categorías. de enfermedades. [11] En otras palabras, la prueba se utiliza para determinar si los niveles elevados de proteína se deben a daño esquelético o daño hepático. [12] Los niveles normales de 5'nucleotidasa son de 2 a 17 unidades por litro. [13] Los niveles elevados pueden indicar colestasis , destrucción de las células del hígado, hepatitis (inflamación del hígado), isquemia hepática , un tumor hepático o uso de medicamentos que dañan el hígado. El embarazo y ciertos medicamentos (acetaminofén, halotano, isoniazida, metildopa, nitrofurantoína) pueden interferir con la prueba. [12] [13]

La prueba también puede denominarse prueba de sangre de niveles de 5'NT, prueba de sangre de niveles de CDF73 y prueba de sangre de niveles de ecto-5'-nucleotidasa. [12]

Linfocitos 5'nucleotidasa en trastornos inmunológicos

La ecto-5'nucleotidasa se considera un marcador de maduración de las células T y B. Esto se debe al hecho de que la actividad enzimática es aproximadamente 10 veces mayor en las células T periféricas que en los timocitos , 5 a 6 veces mayor en las células B periféricas adultas que en las células B fetales y en gran medida ausente en las células no T y no B. linfocitos celulares. [5] [14] En las enfermedades de inmunodeficiencia con maduración de linfocitos detenida, la actividad de la ex-5'nucleatidasa es generalmente baja. [5] Tales enfermedades incluyen inmunodeficiencia combinada grave, síndrome de Wiskott-Aldrich , agammaglobulinemia congénita ligada al cromosoma X, deficiencia selectiva de IgA y síndrome de inmunodeficiencia adquirida ( SIDA ). [5] [15] [16] [17]

Relación con el envenenamiento por plomo

Numerosos estudios han demostrado que la actividad de la pirimidina 5′-nucleotidasa de los eritrocitos se reduce significativamente en pacientes con intoxicación por plomo , y que la actividad de la pirimidina 5′-nucleotidasa se puede utilizar como índice de intoxicación por plomo. [18] Se cree que la deficiencia de la enzima inducida por plomo en las células eritroides en maduración es responsable del punteado basófilo y la hemólisis de una manera análoga a la patogénesis del síndrome de deficiencia enzimática hereditaria. El mecanismo de inhibición de la 5'nucleotidasa en el envenenamiento por plomo puede contribuir a los síndromes hemolíticos que ocurren en pacientes con envenenamiento agudo por plomo. [5] Dado que la actividad de la pirimidina 5'NT de los eritrocitos es inhibida in vitro por varios metales (p. ej., cobre, zinc, cadmio, plomo, mercurio y estaño), es probable que la inhibición de la pirimidina 5'nucleotidasa pueda contribuir a los síndromes hemolíticos. que ocurren en pacientes con intoxicación aguda por estos metales. [5] [19] [20]

Superactividad citosólica de la 5-nucleotidasa II

La superactividad citosólica de la 5-nucleotidasa II se ha asociado con el trastorno del espectro autista a través de un trastorno de la biosíntesis de carnitina. [21]

Referencias

  1. ^ Knapp K, Zebisch M, Pippel J, El-Tayeb A, Müller CE, Sträter N (diciembre de 2012). "Estructura cristalina de la ecto-5'-nucleotidasa humana (CD73): conocimientos sobre la regulación de la señalización purinérgica". Estructura . 20 (12): 2161–73. doi : 10.1016/j.str.2012.10.001 . PMID  23142347.
  2. ^ Fleit H, Conklyn M, Stebbins RD, Silber R (diciembre de 1975). "Función de la 5′-nucleotidasa en la captación de adenosina de AMP por parte de los linfocitos humanos" (PDF) . La Revista de Química Biológica . 250 (23): 8889–92. doi : 10.1016/S0021-9258(19)40668-6 . PMID  1194267.
  3. ^ Reis, Julián (1934). "Nucleotidasa y su relación con la desaminación de nucleótidos en el corazón y los músculos". Boletín de la Sociedad de Chimie Biologique . 16 : 385–399.
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enlaces externos