Alcol deidrogenasi

Le alcol deidrogenasi (AHD) sono una classe di enzimi appartenenti alla classe delle ossidoreduttasi che catalizzano l’ossidazione degli alcoli primari e secondari rispettivamente in aldeidi e chetoni.

Insieme alle aldeidi deidrogenasi sono gli enzimi coinvolti nel metabolismo dell’etanolo.
L’organo principale in cui avviene il metabolismo dell’etanolo è il fegato in cui è convertito in acetaldeide grazie all’AHD.

La reazione catalizzata dall’alcol deidrogenasi coinvolge il coenzima NAD⁺ che è ridotto a NADH:
CH₃CH₂OH + NAD⁺ → CH₃CHO + NADH
In una seconda reazione catalizzata dagli enzimi dell’aldeide deidrogenasi (ALDH), l’acetaldeide è ossidata ad acetato.

Struttura delle alcol deidrogenasi

Le alcol deidrogenasi più studiate sono quelle del fegato dei mammiferi.
Sono proteine ​​dimeriche, con ciascuna subunità che lega due ioni Zn²⁺, solo uno dei quali è cataliticamente attivo.

Quest’ultimo ha una geometria tetraedrica distorta, coordinata a un’istidina, due residui di cisteina e una molecola di acqua.
Lo zinco non catalitico, a 20 Å di distanza dallo zinco catalitico, ha un ruolo strutturale ed è coordinato tetraedricamente a quattro residui di cisteina.

Questi enzimi utilizzano cofattori di NAD⁺ o NADP⁺ come accettori di elettroni.

Alcol deidrogenasi e dipendenza dall’alcol

Esistono più enzimi ADH e ALDH codificati da geni diversi e alcuni di essi sono presenti sotto forma di diversi alleli.

Gli enzimi codificati da questi alleli possono differire nella velocità con cui metabolizzano l’etanolo  o l’acetaldeide.

È stato dimostrato che queste diverse forme in cui può presentarsi un gene influenzano i livelli di alcolismo di una persona e, di conseguenza, il rischio di sviluppare abuso o dipendenza da alcol.

Usi

Sono preziosi biocatalizzatori per la sintesi di composti idrossilici chirali come α-idrossichetoni e dioli, precursori per la sintesi di vari prodotti farmaceutici.

Gli alcoli chirali sono prodotti molto utilizzati dalle industrie chimiche e farmaceutiche.

Esempi di prodotti farmaceutici che utilizzano alcoli chirali come intermedi sono farmaci antipertensivi, farmaci bloccanti i canali del calcio e del potassio, agenti antiaritmici, β3-agonisti e farmaci anticolesterolo e antivirali.

Intossicazione da metanolo

L’alcol deidrogenasi modifica, tuttavia, anche altri alcoli, producendo spesso prodotti pericolosi.
Ad esempio converte il metanolo, comunemente usato per la denaturazione dell’etanolo in formaldeide.

Quest’ultima è poi convertita ad acido formico dall’aldeide deidrogenasi con conseguente acidosi metabolica e alterazioni della funzione visiva che può portare alla completa cecità. I casi di intossicazione di gravità elevata possono evolvere fino alla morte