N1-aminopropil agmatina ureiahidrolase

N¹-aminopropil agmatina ureiahidrolase ou N¹ – (3 - aminopropil) agmatina (EC 3.5.3.24) é uma enzima envolvida na biossíntese de poliaminas.

Estrutura e função

A N¹-aminopropil agmatina ureiahidrolase pertence à família das hidrolases, que atuam na ligação peptídica de carbono-nitrogênio, especificamente nas aminas lineares. Ela requer um aglomerado de metal de duas moléculas de manganês, a fim de manter um funcionamento adequado. Esses íons Mn²⁺ coordenados com a água, orientam e estabilizam a molécula permitindo que a água atue como um nucleófilo.

A enzima foi caracterizada a partir da Archaea hipertermófila Thermococcus kodakarensis e da bactéria Gram-negativa Thermus thermophilus, e está envolvida na biossíntese de espermidina e ureia, localizando-se no citoplasma celular destes organismos. Acredita-se que essa enzima dá suporte ao crescimento de microrganismos termófilos em condições de altas temperaturas. Ao que parece, poliaminas de cadeia longa e ramificada estabilizam eficazmente DNA e RNA, respectivamente.

N1-aminopropil agmatina ureiahidrolase

Reação

A reação química catalisada por esta enzima é dada a seguir:

N¹-aminopropil agmatina + H₂O ⇆ espermidina + ureia

A detecção da reação é feita através de ensaios fluorimétricos, onde se avalia a produção de espermidina utilizando um reagente fluorescente, o o-ftalaldeído, que é um reagente fluorescente que reage especificamente com aminas primárias acima do seu ponto isoelétrico na presença de tióis.

Genética

A N¹-aminopropil agmatina ureiahidrolase é codificada pelo gene TTHA1129 na bactéria Thermus thermophilus HB8 e pelo gene TK0882 na Archaea Thermococcus kodakarensis, e é homóloga ao gene SpeB.

Células sem este gene mostram um defeito significativo de crescimento em 78°C e acumulam N¹-aminopropil agmatina. O mutante duplo de speB e SpeE mostra um crescimento defeituoso em 70°C e significativo crescimento defeituoso a 78°C. Nele se acumulam agmatina e N¹-aminopropil agmatina.

Características e parâmetros cinéticos descritos

Substratos

Já foram descritos dois substratos para a N¹-aminopropil agmatina ureiahidrolase, sendo eles a agmatina e a N¹-aminopropil agmatina.

Estrutura do substrato para N-aminopropil agmatina ureiahidrolase

Purificação

A N¹-aminopropil agmatina ureiahidrolase já foi purificada a partir da expressão da enzima em bactérias Escherichia coli BL21. A partir daí, após a obtenção do extrato celular, algumas técnicas já foram utilizadas para a purificação como processos de aquecimento, cromatografia de troca iônica e cromatografia de interação hidrofóbica. Dentre as técnicas já utilizadas, a cromatografia de interação hidrofóbica é mais eficiente, uma vez que permite a obtenção da enzima 51 vezes mais enriquecida e com uma maior atividade específica.

Determinação de afinidade (K_m) e eficiência catalítica (K_cat/K_m)

A N¹-aminopropil agmatina ureiahidrolase possui diferentes valores de K_m para seus dois substratos descritos. Para a agmatina foi encontrado o valor de K_m de 0,486 mM. Já para a N¹-aminopropil agmatina foi encontrado o valor de K_m de 0,00642 mM.

Com relação à eficiência catalítica para a enzima, foi encontrado o valor de K_cat/K_m de 0,00387 (1/mMs^-1) com a agmatina como substrato. Já com a N¹-aminopropil agmatina como substrato, foi encontrado o valor de K_cat/K_m de 0,165 (1/mMs^-1). Esses valores indicam que a enzima tem mais afinidade pela N¹-aminopropil agmatina, como também apresenta uma melhor atividade catalítica com ela.

pH e temperatura ótimos

Esta enzima apresenta pH ótimo entre 7,4 e 7,5 e tem uma melhor atividade em temperatura de 90°C, que é também onde ela é estável nos organismos em que é encontrada.

Inibidores

Até o momento, não foram descritos possíveis inibidores para esta enzima.

Banco de dados

Para outras informações acesse:

Banco de dados	Links
Brenda	http://www.brenda-enzymes.info/enzyme.php?ecno=3.5.3.24
ExPASy	http://enzyme.expasy.org/EC/3.5.3.24
KEGG	http://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?ec:3.5.3.24
MetaCyc	http://metacyc.org/META/substring-search?type=NIL&object=3.5.3.24
IUBMB Enzyme Nomenclature	http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/EC3/5/3/24.html
UniProt	http://www.uniprot.org/uniprot/Q5JI38