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Enzimi contenenti nichel

  |   Biochimica

Gli enzimi contenenti nichel hanno un ruolo fondamentale nel catalizzare diversi tipi di reazioni e appartengono a classi diverse

Il nichel è un metallo di transizione del Gruppo 10 e del 4° periodo che si trova in natura in molti minerali come niccolite, oregonite e taenite.

Grazie alle sue proprietà fisiche e chimiche è utilizzato in un’ampia varietà di processi metallurgici, come la produzione di leghe, batterie al nichel-cadmio e come catalizzatore.

È ampiamente distribuito nell’ambiente, nell’aria, nell’acqua e nel suolo e può derivare da fonti naturali e da attività antropiche. Il nichel rilasciato da fonti antropiche è emesso sotto forma di ossidi, solfuri, composti solubili e, in misura minore, come nichel metallico

 

Deidrogenasi

Le deidrogenasi sono enzimi che ossidano un substrato trasferendo idrogeno a un accettore di elettroni, come NAD+ o FAD

Le deidrogenasi contenenti nichel  sono:

Monossido di carbonio deidrogenasi

È un enzima che appartiene alla classe delle ossidoreduttasi che catalizza l’ossidazione reversibile del monossido di carbonio in biossido di carbonio:

CO + H2O ⇄ CO2 + 2 H+ + 2 e

I due ioni H+ sono successivamente ridotti per formare H2 fornendo l’energia libera necessaria per guidare la generazione di ATP.

Idrogeno deidrogenasi

È un enzima che appartiene alla classe delle ossidoreduttasi che catalizza la reazione:

H2 + NAD+ ⇄ H+ + NADH

Idrogenasi

Le idrogenasi catalizzano l’ ossidazione reversibile di H2 e possono essere divise in tre classi a seconda del tipo di centro metallico cataliticamente attive: [NiFe], [FeFe] e [Fe].

Le idrogenasi contenenti nichel  sono:

Ferredossina idrogenasi

È un enzima che catalizza la seguente reazione:

H2 + 2 ferredossina ossidata ⇄ 2 ferredossina ridotta + 2 H+

L’enzima contiene clusters ferro-zolfo ma quelli isolati da alcune sorgenti contengono nichel.

Coenzima F420 idrogenasi

È un enzima che catalizza la reazione:

H2 + coenzima F420 ⇄ coenzima F420 ridotto

È  una flavoproteina (FAD) contenente centri ferro-zolfo e nichel.

Citocromo-c3 idrogenasi

È un enzima che catalizza la reazione:

2 H2 + ferricitocromo c3 ⇄ 4 H+ + ferrocitocromo c3

L’enzima è una proteina ferro-zolfo. Alcune forme dell’enzima contengono nichel ([NiFe]-idrogenasi) e, tra queste, alcune contengono selenocisteina ([NiFeSe]-idrogenasi).

Ureasi

Sono metalloenzimi ad alto peso molecolare contenenti nichel

Questi enzimi catalizzano l’idrolisi dell’urea in anidride carbonica e ammoniaca secondo la reazione complessiva:

(NH 2)2 CO + H2O → CO2 + 2 NH3

Superossido dismutasi

La superossido dismutasi è un enzima che catalizza reazioni di dismutazione. In normali condizioni fisiologiche la produzione di ROS è controbilanciata dall’azione di enzimi antiossidanti tra i quali si annovera la  SOD che catalizza la disproporzione dell’anione superossido in perossido di idrogeno e ossigeno molecolare secondo la reazione:

2 O2+ 2 H+ ⇄ O2 + H2O2

Esistono molte forme comuni di SOD: sono proteine che possono avere cofattori metallici diversi, come rame e zinco o manganese, ferro o nichel.

Lattoilglutatione liasi

Enzima appartenente alla classe delle liasi che catalizza l’ isomerizzazione degli addotti emitioacetalici formati in una reazione spontanea tra un gruppo glutationile e aldeidi come il metilgliossale.