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Fosfatase alcalina
As fosfatases alcalinas (ALPs) são um grupo de enzimas hidrolases, localizadas na camada externa da membrana celular, que possuem a função fisiológica de catalisar a desfosforilação de compostos, como os nucleotídeos, isto é, remover grupos fosfato de espécies bioquímicas.[1] É um dímero de peso molecular de subunidades de 94 kDa, sendo estável ao calor e mais ativa em soluções alcalinas, possuindo atividade ótima em pH 8.[2] Ela é encontrada em diversos organismos, procariontes e eucariontes, tendo a mesma função geral com isoformas adequadas ao ambiente em que funcionam e é produzida por diversos órgãos e/ou tecidos, como ossos, fígado e placenta.[1] A reação de desfosforilação catalisada pela ALP envolve a liberação de um grupo fosfato inorgânico (Pi), devido a hidrolise da água, e a formação de um álcool.[3] ROPO32- + HOH → HOPO32- + ROH Cada subunidade da fosfatase alcalina contém dois íons Zn2+ (separados por uma distância de 4 Å) e um íon Mg2+ localizado a 5-7 Å do sítio binuclear de zinco. Os dois íons zinco(II) formam o sítio catalítico e o papel do cátion magnésio(II) é, principalmente, estrutural, não estando relacionado à catálise. Ambos os íons Zn2+ são coordenados por resíduos de histidina (His) e aspartato (Asp), enquanto o Mg2+ está coordenado a águas e resíduos de aspartato (Asp), glutamato (Glu) e treonina (Thr). Um dos íons Zn2+ está próximo ao grupo hidroxila da serina (Ser), o que diminui o pKa da hidroxila e facilita sua reação nucleofílica com o éster de fosfato; e o segundo íon Zn2+ estabiliza a carga negativa gerada pelo grupo alcóxido liberado durante a reação catalítica dessa enzima. O fosfato intermediário pentacoordenado bipirâmide trigonal é estabilizado tanto pelo Zn2+ quanto por uma cadeia lateral vizinha carregada positivamente (um grupo guanidínio de arginina, Arg); e o éster de fosfato formado pela serina permanece ligado ao Zn2+. Vale salinetar, ainda, que o pKa do íon Zn(II) aquoso é 8,8 e, portanto, a coordenação de uma molécula H2O ao Zn(II) pode gerar um nucleófilo OH- capaz de deslocar o grupo fosforila do intermediário da fosfoserina, conectando, assim, os dois centros de Zn2+ através do fosfato inorgânico obtido como produto. Uso na pesquisa científicaA fosfatase alcalina tornou-se uma ferramenta muito útil nos laboratórios de Biologia Molecular. É empregada principalmente na remoção dos grupos fosfato das extremidades 5' das moléculas de DNA, impedindo a ligação dessa extremidade com outras moléculas de DNA. A fosfatase alcalina também é muito utilizada para marcação radioativa. A remoção desses fosfatos permite a sua substituição por grupos radioativos, possibilitando a identificação futura dessas moléculas.[7] Também é usada em ensaios de imunodetecção, onde a enzima é acoplada a um anticorpo específico. Os cientistas estão, atualmente, explorando o aumento do fator de necrose tumoral-α e seu impacto direto na expressão da fosfatase alcalina em células musculares lisas vasculares. Estão investigando de que maneira a fosfatase alcalina (ALP) influencia as respostas inflamatórias, podendo desempenhar um papel fundamental na prevenção de danos aos órgãos.[8] Além disso, buscam verificar qual impacto a ALP possui frente as respostas inflamatórias em indivíduos com doença renal crônica, se está diretamente ligada à presença de anemia[9], e avaliar a eficácia de inibidores da ALP e seu efeito na Permeabilidade Intestinal Aumentada (PIA) durante a inflamação intestinal aguda.[10] Uso na indústriaUm uso comum da fosfatase alcalina na indústria é como marcador da pasteurização.[11][12] Uso no diagnósticoA hiperfosfatasemia (fosfatase alcalina total no sangue elevada) pode estar relacionada às seguintes condições patológicas:
As isoenzimas produzidas pelo fígado e pelo osso podem ser separadas por electroforese para melhor perceber o motivo de um valor elevado nas análises; contudo uma elevação simultânea da GGT (gamaglutamiltranspeptidase) sugere que é o fígado a causa da fosfatase alcalina elevada.
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