Desidrogenase

Desidrogenase é um tipo de enzimas oxidorredutases catalisadoras da transferência de íons hidrogênio e um par de elétrons de um substrato, que é então oxidado, para uma molécula aceitadora, que é então reduzida (normalmente o NAD ou uma coenzima flavínica).

Reacções catalisadas

Uma reação catalisada por uma enzima redutase.

As desidrogenases oxidam um substrato através da transferência de hidrogénio para um aceptor de eletrões, sendo os mais comuns o NAD⁺ ou o FAD. Isto seria considerado uma oxidação do substrato em que o substrato perde átomos de hidrogénio ou ganha átomos de oxigénio (da água). O nome "desidrogenase" baseia-se na ideia de que facilita a remoção (des-) de hidrogénios (-hidrogénio-) e de que é uma enzima com a sua terminação típica (-ase). As reações de desidrogenase podem ocorrer comummente de duas formas: a transferência de um hidreto e a libertação de um protão ou H⁺ (muitas vezes com água como segundo reagente), e a transferência de dois hidrogénios.

Transferência de um hidreto e libertação de um protão

Por vezes, uma reacção catalisada por uma desidrogenase pode ser escrita assim: AH + B⁺ ↔ A⁺ + BH quando um hidreto é transferido.

A álcool desidrogenase oxida o etanol, com a ajuda do transportador de electrões NAD⁺, produzindo acetaldeído

A representa o substrato a oxidar e B é o aceitador de hidreto. Observe como quando o hidreto é transferido de A para B, a molécula A adquiriu carga positiva; isto ocorre porque a enzima capturou dois eletrões do substrato para reduzir o aceitador a BH.

O resultado de uma reação catalisada por uma desidrogenase nem sempre é a aquisição de carga positiva. Por vezes, o substrato perde um protão. Isto pode deixar eletrões livres no substrato que acomodam uma ligação dupla. Isto acontece frequentemente quando o substrato é um álcool; quando um protão localizado no oxigénio é libertado, os eletrões livres do oxigénio serão utilizados para criar uma ligação dupla, como se verifica na oxidação do etanol a acetaldeído realizada pela álcool desidrogenase na imagem da direita.

Outra possibilidade é que uma molécula de água entre na reação, contribuindo com um ião hidróxido para o substrato e um protão libertado para o ambiente. O resultado líquido no substrato é a adição de um átomo de oxigénio. Isto pode ser observado, por exemplo, na oxidação do acetaldeído em ácido acético pela acetaldeído desidrogenase, uma etapa no metabolismo do etanol e na produção de vinagre .

Transferência de dois hidrogénios

Reação catalisada pela succinato desidrogenase. Observe a ligação dupla que se forma entre os dois carbonos centrais quando os dois hidrogênios são removidos.

No caso acima, a desidrogenase transferiu um hidreto enquanto libertava um protão, o H+, mas as desidrogenases também podem transferir dois hidrogénios, utilizando o FAD como aceptor de eletrões. Isto seria representado como AH₂ + B ↔ A + BH₂. Forma-se geralmente uma ligação dupla entre os dois átomos dos quais os hidrogénios foram removidos, como no caso da succinato desidrogenase. Os dois hidrogénios são transferidos para o transportador ou outro produto, com os seus eletrões.

Identificação de uma reacção desidrogenase

A distinção entre subclasses de oxidorredutases que catalisam reações de oxidação depende dos seus aceitadores de eletrões.

Reação catalisada por uma oxidase. Note a redução do oxigénio como aceptor de eletrões.

As desidrogenases e as oxidases são facilmente distinguíveis se considerarmos o aceptor de electrões. Uma oxidase também remove eletrões de um substrato, mas utilizará apenas oxigénio como seu aceptor de eletrões. Uma dessas reações é a seguinte: AH₂ + O₂ ↔ A + H₂O₂

Por vezes, uma reação de oxidase pode ser deste tipo: 4A + 4H⁺ + O₂ ↔ 4A⁺ + 2H₂O. Neste caso, a enzima está a captar eletrões do substrato e a utilizar protões livres para reduzir o oxigénio deixando o substrato com carga positiva. O produto é água em vez de peróxido de hidrogénio como se pode ver na imagem acima. Um exemplo de uma oxidase que funciona assim é o complexo IV da cadeia de transporte de electrões.

Note-se que as oxidases transferem o equivalente ao dihidrogénio (H₂), e o aceptor é o dioxigénio (O₂). Da mesma forma, uma peroxidase (outra subclasse de oxidoredutases) utiliza o peróxido de hidrogénio (H₂O₂) como aceitador de eletrões, em vez de oxigénio.

Ver também

• Flavoproteína