As dessaturases de ácido gordo são uma família de enzimas que convertem ácidos gordos saturados em ácidos gordos insaturados e poli-insaturados, numa reação chamada dessaturação. Para os ácidos gordos comuns de 18 carbonos (C18), as dessaturases convertem o ácido esteárico em ácido oleico. Outras dessaturases convertem o ácido oleico em ácido linoleico, que é o precursor do ácido α-linolénico, ácido gama-linolénico e ácido eicosatrienoico. Utilizam-se duas nomenclaturas para indicar a posição da dessaturação:

Delta (Δ) - indica que a ligação dupla é criada numa posição determinada a partir da extremidade carboxilo da cadeia do ácido gordo. Por exemplo, a Δ9-dessaturase cria uma ligação dupla entre o nono e o décimo átomos de carbono a partir da extremidade carboxilo. Ómega (ω) - indica que a ligação dupla é criada numa posição determinada a partir da extremidade metilo da cadeia do ácido gordo. Por exemplo, a ω3-dessaturase cria uma ligação dupla entre o terceiro e o quarto carbonos a partir da extremidade metilo, ou seja, cria um ácido gordo ómega-3. Por exemplo, a dessaturação Δ6 introduz uma ligação dupla entre os carbonos 6 e 7 do ácido linoleico (C18H32O2; 18:2-n6) ou do ácido α-linolénico (C18H30O2; 18:3-n3), criando ácido γ-linolénico (C18H30O2,18:3-n6) ou ácido estearidónico (C18H28O2; 18:4-n3), respetivamente. Na biossíntese de ácidos gordos essenciais, uma elongase alterna com várias dessaturases (por exemplo, a Δ6-dessaturase) para criar moléculas maiores. A elongase amplia a molécula em dois grupos metileno (-CH2-CH2-), enquanto a dessaturase forma ligações duplas.

Classificação As Δ-dessaturases compreendem duas famílias que não parecem estar relacionadas evolutivamente. A família 1 usa o citocromo b5 como dador de eletrões. Esta família inclui todas as ácido gordo dessaturases de animais e fúngicas, incluindo os tipos humanos listados abaixo. Este tipo também se encontra em plantas e bactérias. As dessaturases desta família estão, na sua maioria, ligadas a membranas. Processam os substratos acil-CoA e acil-lípidos. O domínio Pfam (PF00487) também corresponde às alcano 1-monooxigenases estreitamente relacionadas, o que reflete a flexibilidade catalítica da superfamília semelhante à FADS. As esfingolípidos α-hidroxilases também pertencem à mesma superfamília. A família 2 usa a ferredoxina como dador de eletrões. Esta família encontra-se em bactérias e plastídios de plantas. As dessaturases desta família são, na sua maioria, solúveis e processam substratos acil-lípidos e acil‐ACP (proteína transportadora de acilos). Exemplos notáveis são:

Estearoil-(proteína transportadora de acilos) 9-dessaturase de plantas (EC 1.14.19.2), uma enzima que catalisa a introdução de uma ligação dupla na posição delta-9 do estearoil-ACP para produzir oleoil-ACP. Esta enzima é responsável pela conversão de ácidos gordos saturados em insaturados na síntese de óleos vegetais. Esta enzima deriva da endossimbiose do cloroplasto. DesA cianobactériana (EC 1.14.19.45), uma enzima que pode introduzir uma segunda ligação dupla cis na posição delta-12 do ácido gordo ligado a glicolípidos de membrana. Esta enzima está implicada na tolerância ao frio; a temperatura de transição de fase de lípidos de membranas celulares é dependente do grau de insaturação dos ácidos gordos dos lípidos de membrana.

Mecanismo e função As dessaturases tipo 1 têm um sítio ativo diferro que recorda o da metano monooxigenase. Estas enzimas são dependentes de O2, consistente com a sua função de hidroxilação ou de desidrogenação oxidativa. Todas as dessaturases produzem ácidos gordos insaturados. Os ácidos gordos insaturados ajudam a manter a estrutura e função das membranas. Os ácidos gordos altamente insaturados (HUFAs) incorporam-se aos fosfolípidos e participam na sinalização celular. Os ácidos gordos insaturados e as suas gorduras derivadas aumentam a fluidez das membranas.

Função no metabolismo humano As ácido gordo dessaturases aparecem em todos os organismos, por exemplo, bactérias, fungos, plantas, animais e humanos. Nos humanos, há quatro atividades de dessaturase, realizadas por: Δ9-dessaturase, Δ6-dessaturase, Δ5-dessaturase e Δ4-dessaturase.

Δ9-dessaturase (EC 1.14.19.1), também conhecida como estearoil-CoA dessaturase-1 (SCD1), utiliza-se para sintetizar ácido oleico, um componente monoinsaturado ubíquo em todas as células do corpo humano e o maior ácido gordo dos triglicerídios do tecido adiposo de mamíferos, sendo também usado para a síntese de fosfolípidos e ésteres de colesterol. A Δ9-dessaturase produz ácido oleico (C18H34O2; 18:1-n9) dessaturando o ácido esteárico (C18H36O2; 18:0), um ácido gordo saturado que pode ser sintetizado no corpo a partir do ácido palmítico (C16H32O2; 16:0) ou ingerido diretamente. Δ6-dessaturase (EC 1.14.19.3) é necessária para a síntese de ácidos gordos altamente insaturados como o eicosapentaenoico e o docosa-hexaenoico (sintetizados a partir do ácido α-linolénico); ácido araquidónico e ácido adrénico (sintetizados a partir do ácido linoleico). Este é um processo multietapas que necessita das ações sucessivas de enzimas elongase e dessaturase. O gene que codifica a produção de Δ6-dessaturase localizou-se no cromossoma 11 humano e denomina-se FADS2. A Δ5-dessaturase (EC 1.14.19.44) é necessária para a síntese de ácido araquidónico. O gene correspondente é o FADS1 do cromossoma 11. A Δ4-dessaturase (EC 1.14.19.-) é necessária para a síntese de ácido docosa-hexaenoico. O gene responsável é o FADS2 do cromossoma 11. A síntese de LC-PUFAs em humanos e muitos outros eucariotas começa com:

ácido linoleico (C18H32O2; 18:2-n6) → dessaturação Δ6 → ácido γ-linolénico (C18H30O2; 18:3-n6) → elongase específica de Δ6 (que introduz dois carbonos) → ácido di-homo-gama-linolénico (C20H34O2; 20:3-n6) → Δ5-dessaturase → ácido araquidónico (C20H32O2; 20:4-n6) → também endocanabinoides. ácido α-linolénico (C18H30O2; 18:3-n3) → dessaturação Δ6 → ácido estearidónico (SDA: C18H28O2; 18:4-n3) e/ou → elongase específica de Δ6 → ácido eicosatetraenoico (C20H32O2; 20:4-n3) → Δ5-dessaturase → ácido eicosapentaenoico (C20H30O2; 20:5-n3). Os vertebrados são incapazes de sintetizar ácidos gordos poli-insaturados porque não possuem as ácido gordo dessaturases necessárias para "converter ácido oleico (18:1n-9) em ácido linoleico (18:2n-6) e ácido α-linolénico (18:3n-3)". Os ácidos linoleico e α-linolénico são essenciais para a saúde e desenvolvimento humano e, portanto, devem ser consumidos na dieta. A sua ausência origina o desenvolvimento de uma ampla variedade de doenças, como transtornos metabólicos, cardiovasculares, processos inflamatórios, infeções virais, certos tipos de cancro e doenças autoimunes. As ácido gordo dessaturases humanas são: DEGS1; DEGS2; FADS1; FADS2; FADS3; FADS6; SCD4; SCD5. Nem todas elas estão incluídas na via "canónica" do metabolismo de ácidos gordos acima: algumas destas preferem atuar sobre as caudas dos esfingolípidos em vez de sobre moléculas de acilo gordo-CoA; outras não se expressam no local adequado para tomar parte significativa nessa função.

Sistema endocanabinoide Os ácidos gordos com menos de 20 carbonos (C20) e três ligações duplas (20:3) ligam-se ao recetor CB1. O ácido araquidónico é também o catalisador da formação de dois importantes endocanabinoides, a anandamida (AEA) e o 2-araquidonoilglicerol (2-AG). Anandamida (C22H37NO2; 20:4,n-6) é uma N-aciletanolamina que resulta da condensação formal do grupo carboxilo do ácido araquidónico (C20H32O2; 20:4-n6) com o grupo amino da etanolamina (C2H7NO), liga-se preferencialmente a recetores CB1. O 2-araquidonoilglicerol (C23H38O4; 20:4-n6) é um agonista endógeno dos recetores canabinoides (CB1 e CB2), e o ligando fisiológico do recetor CB2 canabinoide. É um éster formado a partir de ácido araquidónico ómega-6 (AA: C20H32O2; 20:4-n6) e glicerol (C3H8O3).

No metabolismo não humano As atividades de dessaturase encontradas em animais não vertebrados, bactérias e plantas fornecem os ácidos gordos essenciais que os humanos não podem produzir. O ácido oleico (18:1n-9) converte-se em ácido linoleico (18:2n-6) por uma Δ12 dessaturase, e depois em ácido α-linolénico (18:3n-3) por uma Δ15 dessaturase. Pela ação de uma Δ17-dessaturase (que também não se encontra em humanos), o ácido gama-linolénico (18:3 n-6) pode ser ulteriormente convertido em ácido estearidónico (C18H28O2; 18:4-n3), o ácido di-homo-gama-linolénico (20:3-n6) em ácido eicosatetraenoico (20:4 n-3; um ácido ómega-3) e o ácido araquidónico (20:4 n-6) em ácido eicosapentaenoico (20:5 n-3), respetivamente.

Outras enzimas dessaturantes As seguintes enzimas também "dessaturam" substratos, mas não são consideradas convencionalmente dessaturases.

Acil-CoA desidrogenases As acil-CoA desidrogenases são enzimas que catalisam a formação de uma ligação dupla entre o C2 (α) e o C3 (β) do substrato acil-CoA tioéster. Um cofator necessário é o flavina adenina dinucleótido (FAD).

Referências

Ver também

Outros artigos N-aciletanolamina (NAE) Este artigo contém texto em domínio público de Pfam e InterPro IPR005067