La sorbitol deshidrogenasa (o SDH ) es una enzima citosólica . En los seres humanos, esta proteína está codificada por el gen SORD . [1]
La sorbitol deshidrogenasa es una enzima del metabolismo de los carbohidratos que convierte el sorbitol , la forma de alcohol de azúcar de la glucosa , en fructosa . [2] Junto con la aldosa reductasa , proporciona una forma para que el cuerpo produzca fructosa a partir de la glucosa sin usar ATP . La sorbitol deshidrogenasa utiliza NAD + como cofactor; su reacción es sorbitol + NAD + → fructosa + NADH + H + . Un ion de zinc también está involucrado en la catálisis. Los órganos que lo utilizan con mayor frecuencia incluyen el hígado y la vesícula seminal ; se encuentra en varios organismos, desde bacterias hasta humanos . Un uso secundario es el metabolismo del sorbitol dietético , aunque se sabe que el sorbitol no se absorbe tan bien en el intestino como sus compuestos relacionados, la glucosa y la fructosa, y generalmente se encuentra en cantidades bastante pequeñas en la dieta (excepto cuando se usa como edulcorante artificial ).
La estructura de la sorbitol deshidrogenasa humana se determinó mediante experimentos de cristalización y difracción de rayos X (con una resolución de 2,20 Å). El método utilizado para la cristalización fue “Difusión de vapor, gota colgante” a pH 6,2 y a una temperatura de 295,0 K. La sorbitol deshidrogenasa consta de cuatro cadenas idénticas (A, B, C, D), cada una de las cuales es 31% helicoidal (14 hélices) y 26% hoja beta (23 hebras). [3] El análisis de Ramachandran de MolProbity fue realizado por Lovell, Davis, et al. Los resultados fueron que el 97,1% de todos los residuos estaban en regiones favorecidas y el 100,0% de todos los residuos estaban en regiones permitidas, sin valores atípicos. [4] Las cuatro cadenas tienen 356 residuos cada una y un sitio catalítico. Los sitios catalíticos contienen un residuo de serina y uno de histidina, que son cadenas laterales hidrófilas. Los residuos requieren la presencia de NAD+ y un ion zinc para la actividad catalítica. La sorbitol deshidrogenasa pertenece a la familia de las oxidorreductasas, lo que significa que ayuda a catalizar las reacciones de oxidación-reducción. Como se indicó anteriormente, la enzima ayuda en la vía de conversión de glucosa en fructosa. [3]
Las interacciones entre las subunidades que forman un tetrámero en SDH están determinadas por interacciones no covalentes. [5] Estas interacciones no covalentes consisten en un efecto hidrofóbico, enlaces de hidrógeno e interacciones electrostáticas entre las cuatro subunidades idénticas. Para las proteínas homotetraméricas como SDH, se cree que la estructura ha evolucionado pasando de monomérica a dimérica y finalmente hacia una estructura tetramérica en la evolución. Las proteínas SDH tienen una estrecha relación evolutiva con la alcohol deshidrogenasa , que también pertenece a la superfamilia de proteínas de las enzimas deshidrogenasa/reductasa de cadena media (MDR). Las ADH de mamíferos son todas enzimas diméricas, pero ciertas ADH bacterianas también comparten una estructura cuaternaria tetramérica. La SDH de la mosca blanca de las hojas plateadas y la de la levadura ADH1 carecen de un sitio estructural de zinc y comparten una estructura cuaternaria tetramérica, lo que muestra una estrecha relación evolutiva desde un punto de vista estructural entre las dos clases de proteínas (ADH y SDH). [5]
El proceso de unión general en SDH se describe por la ganancia de energía libre, que puede determinarse a partir de la tasa de asociación y disociación entre subunidades. [5]
Se ha demostrado que una red de enlaces de hidrógeno entre subunidades es importante para la estabilidad de la estructura tetramérica de la proteína cuaternaria. Por ejemplo, un estudio de la SDH que utilizó diversos métodos, como alineaciones de secuencias de proteínas, comparaciones estructurales, cálculos de energía, experimentos de filtración en gel y experimentos de cinética enzimática, podría revelar una importante red de enlaces de hidrógeno que estabiliza la estructura tetramérica cuaternaria en la SDH de mamíferos. [5]
En los tejidos donde la sorbitol deshidrogenasa es baja o ausente, como en la retina, el cristalino, los riñones y las células nerviosas, el sorbitol puede acumularse en condiciones de hiperglucemia . En la diabetes no controlada, grandes cantidades de glucosa entran en estos tejidos y luego se convierte en sorbitol por la aldosa reductasa. El sorbitol luego se acumula, lo que hace que el agua sea atraída hacia la célula debido al aumento de la presión osmótica, lo que perjudica la función del tejido. La retinopatía , la formación de cataratas , la nefropatía y la neuropatía periférica observadas en la diabetes se deben en parte a este fenómeno. [6]
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