Las rutas enzimáticas del sistema nervioso
Las enzimas son catalizadores naturales, proteínas que participan en innumerables reacciones químicas en las células y afectan a muchas funciones diferentes. Las enzimas que contienen Cu son fundamentales en la transformación energética y en la síntesis de los neurotransmisores, que son los compuestos mediadores de la transducción de señales en el sistema nervioso. El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea ITCSCEN fue encontrar blancos de acción para nuevos fármacos. El proyecto estudió dos de las más importantes enzimas que contienen Cu y que catalizan la hidroxilación de los sustratos que desempeñan una función en el sistema nervioso central. Las proteínas peptidil alfa amidamonooxigenasa (PAM) y dopamina beta monooxigenasa (DBM) son proteínas con Cu binucleares que contienen dos átomos de Cu. PAM cataliza una modificación en más de la mitad de la totalidad de neurotransmisores peptídicos que aumenta su función y longevidad. La DBM desempeña muchas funciones en el sistema nervioso, como catalizar la conversión del neurotransmisor dopamina en neurotransmisor noradrenalina. En ambas vías, la catálisis comienza con la reducción del Cu y la activación del oxígeno. Esto produce una sucesión de reacciones que incluyen la abstracción del hidrógeno, la unión del agua y la transferencia de hidróxido al sustrato. Los mecanismos de acción se han investigado mucho pero aún no están claros. Los científicos combinaron métodos espectroscópicos e informáticos para estudiar a fondo cada paso de la reacción. Se analizaron las estructuras geométricas y electrónicas de los complejos reactivos, los estados de transición, los intermediarios de reacción y los productos del medio enzimático. También se utilizaron simulaciones informáticas para estudiar los efectos de los cambios conformacionales sobre los mecanismos de reacción. Los resultados de ITCSCEN han brindado muchos conocimientos sobre los mecanismos de acción de dos enzimas con Cu binucleares que desempeñan funciones importantes en el sistema nervioso. Comprender a fondo la estructura y función de los componentes involucrados en la vía de catálisis será de gran utilidad en el diseño de fármacos específicos para el tratamiento de trastornos muy dañinos del sistema nervioso.
Palabras clave
Sistema nervioso, enzima, cobre, neurotransmisores, binuclear
