Enzima convertidora de angiotensina - Angiotensin-converting enzyme
| Enzima convertidora de angiotensina | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identificadores | |||||||||
| CE no. | 3.4.15.1 | ||||||||
| No CAS. | 9015-82-1 | ||||||||
| Bases de datos | |||||||||
| IntEnz | Vista IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Entrada BRENDA | ||||||||
| FÁCIL | NiceZyme vista | ||||||||
| KEGG | Entrada KEGG | ||||||||
| MetaCyc | camino metabólico | ||||||||
| PRIAM | perfil | ||||||||
| Estructuras PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| |||||||||
La enzima convertidora de angiotensina ( EC 3.4.15.1 ), o ACE , es un componente central del sistema renina-angiotensina (RAS), que controla la presión arterial al regular el volumen de líquidos en el cuerpo. Convierte la hormona angiotensina I en el vasoconstrictor activo angiotensina II . Por lo tanto, la ECA aumenta indirectamente la presión arterial al hacer que los vasos sanguíneos se contraigan. Los inhibidores de la ECA se utilizan ampliamente como fármacos para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares .
La enzima fue descubierta por Leonard T. Skeggs Jr. en 1956. La primera estructura cristalina de testículo humano ACE fue resuelta en el año 2002 por R. Natesh en el laboratorio de K. Ravi Acharya y el trabajo fue publicado en la revista Nature en Enero de 2003. Se localiza principalmente en los capilares pulmonares pero también se puede encontrar en células epiteliales endoteliales y renales .
Otras funciones menos conocidas de la ECA son la degradación de la bradicinina , la sustancia P y la proteína beta amiloide .
Nomenclatura
ACE también se conoce por los siguientes nombres:
- dipeptidil carboxipeptidasa I
- peptidasa P
- dipéptido hidrolasa
- peptidil dipeptidasa
- enzima convertidora de angiotensina
- quinasa II
- enzima convertidora de angiotensina I
- carboxicatepsina
- dipeptidil carboxipeptidasa
- "enzima convertidora de hipertensina" peptidil dipeptidasa I
- peptidil-dipéptido hidrolasa
- peptidildipéptido hidrolasa
- peptidil dipeptidasa de células endoteliales
- peptidil dipeptidasa-4
- PDH
- peptidil dipéptido hidrolasa
- DCP
- CD143
Función
La ECA hidroliza los péptidos mediante la eliminación de un dipéptido del extremo C-terminal. Asimismo, convierte el decapéptido angiotensina I inactivo en el octapéptido angiotensina II eliminando el dipéptido His-Leu.
La ECA es un componente central del sistema renina-angiotensina (RAS), que controla la presión arterial al regular el volumen de líquidos en el cuerpo.
La angiotensina II es un potente vasoconstrictor que depende de la concentración de sustrato. La angiotensina II se une al receptor de angiotensina II tipo 1 (AT1) , lo que desencadena una serie de acciones que provocan vasoconstricción y, por tanto, aumento de la presión arterial.
La ECA también forma parte del sistema quinina-calicreína , donde degrada la bradicinina , un potente vasodilatador , y otros péptidos vasoactivos.
La quinasa II es lo mismo que la enzima convertidora de angiotensina. Por tanto, la misma enzima (ECA) que genera un vasoconstrictor (ANG II) también elimina los vasodilatadores (bradicinina).
Mecanismo
ACE es una metaloproteinasa de zinc . El ion zinc es esencial para su actividad, ya que participa directamente en la catálisis de la hidrólisis del péptido. Por tanto, los agentes quelantes de metales pueden inhibir la ECA.
Se encontró que el residuo E384 tenía una función dual. Primero actúa como base general para activar el agua como nucleófilo. Entonces actúa como un ácido general para romper el enlace CN.
La función del ion cloruro es muy compleja y muy debatida. La activación del anión por el cloruro es un rasgo característico de la ECA. Se determinó experimentalmente que la activación de la hidrólisis por cloruro depende en gran medida del sustrato. Si bien aumenta las tasas de hidrólisis para, por ejemplo, Hip-His-Leu, inhibe la hidrólisis de otros sustratos como Hip-Ala-Pro. En condiciones fisiológicas, la enzima alcanza aproximadamente el 60% de su actividad máxima hacia la angiotensina I mientras alcanza su actividad completa hacia la bradicinina. Por lo tanto, se asume que la función de activación del anión en ACE proporciona una alta especificidad de sustrato. Otras teorías dicen que el cloruro simplemente podría estabilizar la estructura general de la enzima.
Genética
El gen ACE, ACE , codifica dos isoenzimas . La isoenzima somática se expresa en muchos tejidos, principalmente en el pulmón, incluidas las células endoteliales vasculares, las células epiteliales del riñón y las células de Leydig testiculares , mientras que la germinal se expresa solo en los espermatozoides . El tejido cerebral tiene enzima ACE, que participa en el RAS local y convierte Aβ42 (que se agrega en placas) en Aβ40 (que se cree que es menos tóxico) formas de beta amiloide . Este último es predominantemente una función de la porción del dominio N en la enzima ACE. Por lo tanto, los inhibidores de la ECA que atraviesan la barrera hematoencefálica y tienen una actividad N-terminal seleccionada de manera preferencial pueden causar la acumulación de Aβ42 y la progresión de la demencia.
Relevancia de la enfermedad
Los inhibidores de la ECA se utilizan ampliamente como fármacos en el tratamiento de afecciones como hipertensión arterial , insuficiencia cardíaca , nefropatía diabética y diabetes mellitus tipo 2 .
Los inhibidores de la ECA inhiben la ECA de forma competitiva. Eso da como resultado la disminución de la formación de angiotensina II y la disminución del metabolismo de la bradicinina , lo que conduce a una dilatación sistemática de las arterias y venas y una disminución de la presión arterial. Además, la inhibición de la formación de angiotensina II disminuye la secreción de aldosterona mediada por angiotensina II de la corteza suprarrenal , lo que conduce a una disminución de la reabsorción de agua y sodio y una reducción del volumen extracelular .
El efecto de la ACE sobre la enfermedad de Alzheimer todavía es muy debatido. Los pacientes con Alzheimer suelen mostrar niveles más altos de ECA en su cerebro. Algunos estudios sugieren que los inhibidores de la ECA que pueden atravesar la barrera hematoencefálica (BBB) podrían mejorar la actividad de las principales enzimas que degradan el péptido beta-amiloide como la neprilisina en el cerebro, lo que resulta en un desarrollo más lento de la enfermedad de Alzheimer. Investigaciones más recientes sugieren que los inhibidores de la ECA pueden reducir el riesgo de enfermedad de Alzheimer en ausencia de alelos de apolipoproteína E4 (ApoE4) , pero no tendrán ningún efecto en los portadores de ApoE4-. Otra hipótesis más reciente es que niveles más altos de ECA pueden prevenir la enfermedad de Alzheimer. Se supone que la ECA puede degradar el beta-amiloide en los vasos sanguíneos del cerebro y, por lo tanto, ayudar a prevenir la progresión de la enfermedad.
Se ha establecido una correlación negativa entre la frecuencia del alelo D de ACE1 y la prevalencia y mortalidad de COVID-19 .
Patología
- Los niveles elevados de ECA también se encuentran en la sarcoidosis y se utilizan para diagnosticar y controlar esta enfermedad. Los niveles elevados de ECA también se encuentran en lepra , hipertiroidismo , hepatitis aguda , cirrosis biliar primaria , diabetes mellitus , mieloma múltiple , osteoartritis , amiloidosis , enfermedad de Gaucher , neumoconiosis , histoplasmosis y tuberculosis miliar . También se observa en algunos pacientes con psoriasis en placas extensa.
- Los niveles séricos están disminuidos en la enfermedad renal , la enfermedad pulmonar obstructiva y el hipotiroidismo .
Influencia en el rendimiento deportivo
El gen de la enzima convertidora de angiotensina tiene más de 160 polimorfismos descritos en 2018.
Los estudios han demostrado que diferentes genotipos de la enzima convertidora de angiotensina pueden tener una influencia variable en el rendimiento deportivo.
El polimorfismo rs1799752 I / D consiste en una inserción (I) o ausencia (D) de una secuencia de alanina de 287 pares de bases en el intrón 16 del gen. El genotipo DD se asocia con niveles plasmáticos más altos de la proteína ACE, el genotipo DI con niveles intermedios y el II con niveles más bajos. Durante el ejercicio físico, debido a los niveles más altos de ACE para los portadores del alelo D, y por lo tanto, una mayor capacidad para producir angiotensina II, la presión arterial aumentará antes que para los portadores del alelo I. Esto da como resultado una frecuencia cardíaca máxima más baja y un consumo máximo de oxígeno (VO 2max ) más bajo. Por lo tanto, los portadores del alelo D tienen un 10% más de riesgo de enfermedades cardiovasculares. Además, el alelo D está asociado con un mayor aumento en el crecimiento del ventrículo izquierdo en respuesta al entrenamiento en comparación con el alelo I. Por otro lado, los portadores del alelo I generalmente muestran un aumento de la frecuencia cardíaca máxima debido a niveles más bajos de ECA, una mayor absorción máxima de oxígeno y, por lo tanto, muestran un rendimiento de resistencia mejorado. El alelo I se encuentra con mayor frecuencia en corredores de distancia de élite, remeros y ciclistas. Los nadadores de distancias cortas muestran una mayor frecuencia del alelo D, ya que su disciplina se basa más en la fuerza que en la resistencia.
Ver también
- Inhibidores de la ECA
- Enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2)
- Reacción hipotensiva a la transfusión
- Sistema renina-angiotensina
Referencias
Otras lecturas
- Niu T, Chen X, Xu X (2002). "Polimorfismo de inserción / deleción del gen de la enzima convertidora de angiotensina y enfermedad cardiovascular: implicaciones terapéuticas". Drogas . 62 (7): 977–93. doi : 10.2165 / 00003495-200262070-00001 . PMID 11985486 . S2CID 46986772 .
- Roĭtberg GE, Tikhonravov AV, Dorosh ZV (2004). "[Papel del polimorfismo del gen de la enzima convertidora de angiotensina en el desarrollo del síndrome metabólico]". Terapevticheskiĭ Arkhiv . 75 (12): 72–7. PMID 14959477 .
- Vynohradova SV (2005). "[El papel del polimorfismo I / D del gen de la enzima convertidora de angiotensina en el desarrollo de trastornos metabólicos en pacientes con patología cardiovascular]". T︠S︡itologii︠a︡ I Genetika . 39 (1): 63–70. PMID 16018179 .
- König S, Luger TA, Scholzen TE (octubre de 2006). "Monitoreo de proteasas específicas de neuropéptidos: procesamiento de los péptidos de proopiomelanocortina adrenocorticotropina y hormona estimulante de melanocitos alfa en la piel" . Dermatología experimental . 15 (10): 751–61. doi : 10.1111 / j.1600-0625.2006.00472.x . PMID 16984256 . S2CID 32034934 .
- Sabbagh AS, Otrock ZK, Mahfoud ZR, Zaatari GS, Mahfouz RA, et al. (Marzo de 2007). "Polimorfismo del gen de la enzima convertidora de angiotensina y frecuencias alélicas en la población libanesa: prevalencia y revisión de la literatura". Informes de biología molecular . 34 (1): 47–52. doi : 10.1007 / s11033-006-9013-y . PMID 17103020 . S2CID 9939390 .
- Castellón R, Hamdi HK (2007). "Desmitificando el polimorfismo ACE: de la genética a la biología". Diseño Farmacéutico Actual . 13 (12): 1191–8. doi : 10.2174 / 138161207780618902 . PMID 17504229 .
- Lazartigues E, Feng Y, Lavoie JL (2007). "Las dos caras de los sistemas renina-angiotensina tisular: implicación en las enfermedades cardiovasculares". Diseño Farmacéutico Actual . 13 (12): 1231–45. doi : 10.2174 / 138161207780618911 . PMID 17504232 .
enlaces externos
- Proteopedia Angiotensin-converting_enzyme : la estructura de la enzima convertidora de angiotensina en 3D interactivo
- Angiotensin + Converting + Enzyme en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- Ubicación del genoma humano ACE y página de detalles del gen ACE en UCSC Genome Browser .
