Fruttosio-bifosfato aldolasi

La fruttosio 1,6-bisfosfato aldolasi (più comunemente detta aldolasi) è un enzima, appartenente alla classe delle liasi, che catalizza la seguente reazione:

fruttosio-bisfosfato aldolasi
EC 4.1.2.13 Fructose-bisphosphate aldolase
Numero EC	4.1.2.13
Classe	Liasi
Nome sistematico
D-fruttosio-1,6-bifosfato D-gliceraldeide-3-fosfato-liasi
Altri nomi
aldolasi; fruttosio difosfato aldolasi; difosfofruttosio aldolasi; chetoso 1-fosfato aldolasi; fosfofruttoaldolasi; fruttoaldolasi; 1,6-difosfofruttosio aldolasi; SMALDO
Banche dati	BRENDA, EXPASY, GTD, PDB (RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum)
Fonte: IUBMB

Fruttosio-bisfosfato aldolasi
Gene
HUGO	ALDOA
Entrez	226
Locus	Chr. 16 q22q24
Proteina
OMIM	103850
UniProt	P04075
PDB	4ALD
Enzima
Numero EC	4.1.2.13

D-fruttosio 1,6-bisfosfato → diidrossiacetone fosfato + D-gliceraldeide 3-fosfato

Tale reazione è il quarto step della glicolisi. Il fruttosio-1,6-bisfosfato prodotto dal precedente step è, di fatto, la versione attivata vera e propria del glucosio. La aldolasi avvia la degradazione vera e propria, producendo i due triosi, aventi un fosfato ciascuno.

Il meccanismo di azione della aldolasi nei dettagli.
Il sito attivo dell'enzima è evidenziato in blu. (DHAP = diidrossiacetone fosfato; Fru1,6bP = fruttosio-1,6-bisfosfato; GAD = gliceraldeide-3-fosfato)

Sintesi della reazione mediata dalla aldolasi.

Come la maggior parte degli enzimi, anche la aldolasi può catalizzare una reazione in entrambi i sensi: non a caso, il nome dell'enzima deriva dalla reazione inversa, una condensazione aldolica, ovvero la produzione di un esoso in forma chetonica a partire da due triosi.

Struttura

L'enzima presente negli eucarioti è composto da quattro subunità identiche tra loro: su ogni subunità è presente un sito attivo, caratterizzato dalla presenza di una lisina, in grado di associarsi ad una molecola glucidica. Tale sito attivo è presente anche negli archeobatteri, dove è ancora presente un residuo conservato di lisina: l'enzima, in ogni caso, è molto più grande, composto da dieci subunità. L'enzima presente negli eubatteri contiene invece due ioni zinco, senza la presenza di alcun residuo amminoacidico particolare.

Funzionamento

Il meccanismo dell'aldolasi è di catalisi enzimatica covalente di tipo elettrofilo, precisamente con la formazione di una base di Schiff.

Il fruttosio 1,6-bisfosfato si lega al sito attivo dell'enzima con un legame tra il suo gruppo carbonilico ed il gruppo amminico di una lisina.

L'idrogeno del gruppo -OH del C4 viene strappato dallo ossigeno di una tirosina, si rompe il legame tra C4 e C3 e si libera gliceraldeide 3-fosfato.

L'idrogeno di una istidina si lega al C3 donando un H⁺. Il legame imminico della base di Schiff si idrolizza liberando diidrossiacetone fosfato.

In entrambi i casi, DHAP e GAD sono convertiti in piruvato, che in presenza di ATP diventano glucosio e glicogeno.

Significato clinico

L'enzima aldolasi è presente nel muscolo scheletrico umano, cervello, fegato e muscolo cardiaco. Le due subunità di cui l'enzima è composto possono aggregandosi formare tre differenti isoenzimi: la forma molecolare A predomina nel muscolo scheletrico, la forma B nel fegato, la forma C è presente nel cervello ed in altri tessuti. Un suo aumento si può avere in caso di distrofia muscolare di Duchenne, nelle dermatomiositi, nelle polimiositi e in altre patologie muscolari.

Bibliografia

• (EN) Horecker, B.L., Tsolas, O. e Lai, C.Y., Aldolases. In Boyer, P.D. (ed.), The Enzymes, 3rd edn, vol. 7, Academic Press, New York, 1972, pp. 213–258.
• (EN) Alefounder, P.R., Baldwin, S.A., Perham, R.N., Short, N.J., Cloning, sequence analysis and over-expression of the gene for the class II fructose 1,6-bisphosphate aldolase of Escherichia coli. Biochem. J. 257 (1989), pp. 529–534. Entrez PubMed 2649077

Voci correlate

• Glicolisi
• Gluconeogenesi

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