Superoxid Dismutaza

1. GENERALITATI

Enzimele (din limba greacă - zymosis - ferment) sunt proteine sau proteide fără de care celule vii nu pot înfăptui reacţii complexe într-un timp scurt, la temperatura mediului înconjurător. Ele sunt substanţe care catalizează reacţiile biochimice din organism, avînd un rol esenţial în biosinteza şi degradarea substanţelor din materia vie, întîlnindu-se în toate organismele animale, vegetale şi în microorganisme, mai fiind denumite din această cauză biocatalizatori. Fără enzime , procesele biochimice s-ar desfăşura cu viteze foarte mici. Rolul in organism: descompunerea moleculelor mari, accelerează procesele metabolice, coordonează unele etape ale ciclului metabolic.

SOD este o enzima care catalizeaza transformarea anionului superoxid in oxigen molecular si peroxid de hidrogen, fiind un mecanism biologic primar de aparare impotriva superoxidului. Anionul superoxid este una dintre cele mai reactive specii de oxigen si este produs diferite procese endogene normale, inclusiv in auto-oxidarea hemoglobinei, in hidroxilarea oxidazei microzomale cu functii mixte sau in procesul de fagocitoza granulocitara. De aici reiese rolul deosebit pe care aceasta enzima il are in organism.

2. INTRODUCERE

In functie de reactia pe care o catalizeaza, enzimele se clasifica in 6 clase:

1. Oxidoreductaze;

2. Transferaze;

3. Hidrolaze;

4. Liaze;

5. Izomeraze;

6. Ligaze.

Superoxid dismutaza se incadreaza in clasa oxidoreductazelor, fiind o oxidaza.

Oxidazele sunt oxidoreductaze care catalizeaza reactiile anumitor substraturi ca oxigenul molecular sau ale peroxizilor, fiind caracterizate prin transfer de hidrogen sau de electroni de pe un donor pe un acceptor, care este oxigenul molecular; ca produs de reactie se formeaza apa. Oxidazele pot fi clasificate in functie de mecanismul de actiune, in: oxigenaze, hidroxilaze si oxidaze transportoare de electroni. Superoxid-dismutaza este o oxidaza transportoare de electroni, mai exact o metaloenzima.

Superoxid-dismutaza (superoxid : superoxid-oxidoreductaza) este o enzima intalnita in toate organismele aerobe sau aerotolerante, care se incadreaza in grupa metaloenzimelor, molecula sa putand contine, in functie de sursa biologica, fier, cupru, magneziu sau zinc.

Enzima catalizeaza reactia de dismutare a ionilor de superoxid, toxici pentru celula vie. Oxigenul molecular are o reactivitate scazuta (stare de triplet). Oxigenul poate exista insa si intr-o forma reactiva (singlet) cand momentele de spin sunt de sens contrar, forma ce apare doar in cazuri particulare.

Reducerea oxigenului se realizeaza in mod treptat, fiind necesari patru protoni pentru a forma apa. Speciile moleculare toxice pentru celula vie sunt O2-, H2O2 si HO-, care apar ca produsi intermediari ai procesului reductive :

Oxigen molecular O2

Superoxid O2.

Peroxid H2O2

Radicali HO.

Apa H2O

De fiecare data cand apare o sarcina negativa, ea este neutralizata de cate un proton, cu exceptia anionului superoxid deoarece specia O2- are character acid al carui indice de aciditate se situeaza in jurul valorii 4.0 Din aceasta cauza, la pH neutru se deprotoneaza, anionul superoxid putand fi considerat, in acelasi timp, ca fiind un radical.

Radicalii superoxid apar in celula vie in urma activitaii oxidazelor FAD-dependente. De asemenea, citocromul P-450 determina aparitia superoxidului si a peroxidului sub forma legata de fier. Se estimeaza ca citocromul P-450 poate forma, de asemenea, oxigenul singlet in anumite conditii particulare.

Unele mono-oxigenaze, cum ar fi salicilat-hidroxilaza, pot genera in unele situatii O2- si H2O2. In fine, unii metaboliti pot fi oxidati direct de catre oxigen prin mecanism radicalic generand radicali superoxid (cum se intampla in cazul acidului ascorbic, glutationului si in general al tiolilor, fenolilor, chinonelor respiratorii reduse, etc.). Radicalii superoxid au o viata foarte scurta in apa, din care cauza, toxicitatea lor reala este inca controversata.