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Enzima conversora da angiotensina


A enzima conversora da angiotensina (ECA; nome aceito pela NC-IUBMB: peptidil-dipeptidase A), foi descoberta em meados de 1950, sendo o último componente do sistema renina angiotensina a ser identificado. De facto, a ECA foi descoberta mais de 50 anos após a identificação da renina pelos fisiologistas Robert Tigerstedt e Per Gustav Bergman em Estocolmo. É o componente central do sistema renina-angiotensina, atuando no controle da pressão arterial regulando o volume de fluidos no corpo [1]. Converte angiotensina I em angiotensina II, um vaso constritor [2]. Sua importância médica reside no fato de que inibidores da ECA são utilizados como drogas farmacológicas.

Enzima conversora da angiotensina
Representação da estrutura da enzima conversora da angiotensina. PDB 1O86
Indicadores
Número EC 3.4.15.1
Número CAS 9015-82-1--
Bases de dados
IntEnz IntEnz
BRENDA BRENDA
ExPASy NiceZyme
KEGG KEGG
MetaCyc via metabólica
PRIAM PRIAM
Estruturas PDB RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum

Nomenclatura

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  • ACE
  • DCP
  • PDH
  • Enzima conversora da angiotensina I
  • Enzima conversora da angiotensina
  • Carboxicatepsina
  • Dipeptidase
  • Dipeptídeo hidrolase
  • Dipeptidil-carboxipeptidase
  • Dipeptidil-carboxipeptidase I
  • Peptidil-dipeptidase da célula endotelial
  • Cininase II
  • Peptidase P
  • Peptidil-dipeptidase I
  • Peptidil-dipeptidase-4
  • Peptidil-dipeptídeo hidrolase
  • Peptidil-dipeptídeo hidrolase
  • Peptidildipeptídeo hidrolase

Função

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2624 The Enzyme Renin Converts The Pro-Enzyme Angiotensin I

A ECA tem função no sistema renina angiotensina (uma via fisiológica importante no sistema cardiovascular e no balanço eletrolítico). No rim, células justaglomerulares são responsáveis por liberar a renina na corrente sanguínea, que por sua vez atuará no angiotensinogênio, uma proteína circulante do plasma, formando angiotensina I. Nos vasos dos pulmões a angiotensina I é convertida em angiotensina II pela ECA. A angiotensina II tem um forte papel vasoconstritor, que quando se liga aos receptores AT1, localizados no endotélio, induz uma cascata de ativação enzimática e proteica que resultará na entrada de mais Ca2+ na célula muscular lisa, aumentando a vasoconstrição e consequentemente a pressão arterial [3].

Relevância na doença

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Inibidores da ECA são amplamente usados como fármacos no tratamento de doenças como pressão arterial elevada, insuficiência cardíaca, diabetes tipo I e diabetes tipo II.

Os inibidores de ECA a inibem competindo pelo receptor [4]. Que resulta na diminuição da formação de angiotensina II e diminuição do metabolismo de bradicinina, levando a vasodilatação e consequente diminuição da pressão arterial. Além disso, inibir a formação de angiotensina II, diminui a secreção de aldosterona mediana por angiotensina II, diminuindo a reabsorção de água e sódio e redução no volume extracelular [5].

Estrutura

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Angiotensin converting enzyme in complex with angiotensin II

A ECA é uma proteína transmembrana sintetizada como um polipeptídeo com 1306 aminoácidos, sendo sua forma composta por 1277 aminoácidos e possui uma massa molecular de 146.6 kDa. Contém duas áreas internas (domínios N e C terminal) com homologia entre aminoácidos, cada uma com aproximadamente 612 aminoácidos. Cada um dos dois domínios catalíticos contém motivos de ligação a zinco His-Glu-XX-His, estrutura de peptidases de zinco. Sendo as duas histidinas e o glutamato responsáveis pela ligação com zinco. O domínio N terminal da molécula começa com uma Leucina1 (Leu1) e se estende até prolina613 (Pro613). Dentro dessa sequência de aminoácidos contém o motivo His361-Glu-Met-Gly-His365 e Glu389 que se liga o zinco. O interdominio que liga a porção N terminal com a C terminal é formado por 11 aminoácidos Pro602 ao Aspartato612 (Asp612). Enquanto a porção C terminal se estende da Leu613 até a Pro1193 mais uma cauda Gln1194 a Ser1277, com o domínio de ligação ao zinco His959-Glu-Met-Gly-His963 e Glu987 [1].

Genética e ECA

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Estudos tem demonstrado que diferentes genótipos para a ECA podem estar relacionados a doenças, capacidades físicas e performance atlética. O polimorfismo de inserção (I) ou deleção (D) de 287 pb (rs 1799752), localizado no cromossomo 17q23 e está associado ao aumento (alelo D) e diminuição (alelo I) na atividade da enzima, como também mais fibras musculares do tipo II [6].

Relacionado à capacidades físicas e performance atlética, estudos com atletas que praticavam esporte de inverno [7], com jogadores de rugby asiáticos [8] e em outro com idosos [9] mostraram a capacidade cardiorrespiratória estar associada com o polimorfismo de I/D da ECA, no qual os indivíduos com o genótipo II apresentavam melhor capacidade cardiorrespiratória do que os que portavam o genótipo ID e o grupo ID melhores resultados do que o grupo DD, indicando que o alelo I está relacionado com predisposição a uma melhor capacidade aeróbia. Enquanto em outros dois estudos indivíduos com o alelo D apresentavam maior força muscular [10] [11].

Relacionado à doenças, um estudo com 574 homens caucasianos demonstrou que os indivíduos portadores do alelo D apresentavam maior número de casos de diabetes mellitus tipo II (DMT2) comparado ao genótipo II [12]. Um outro estudo encontrou resultados semelhantes, no qual maior número de indivíduos com DMT2 e hipertensão arterial apresentavam o genótipo DD [13].

Referências

  1. ↑ a b Bernstein, K. E., Ong, F. S., Blackwell, W. L. B., Shah, K. H., Giani, J. F., Gonzalez-Villalobos, R. A., ... & Fuchs, S. (2013). A modern understanding of the traditional and nontraditional biological functions of angiotensin-converting enzyme. Pharmacological reviews, 65(1), 1-46.
  2. ↑ Zhang B, Tanaka H, Shono N, Miura S, Kiyonaga A, Shindo M et al. The I allele of the angiotensin‐converting enzyme gene is associated with an increased percentage of slow‐twitch type I fibers in human skeletal muscle. Clin Genet 2003; 63: 139-144.
  3. ↑ 6. Zago AS, Zanesco A. Nitric oxide, cardiovascular disease and physical exercise. Arq Bras Cardiol 2006; 87: 264-270. Retrieved from http://hdl.handle.net/11449/26516.
  4. ↑ "Angiotensin converting enzyme (ace) inhibitors" (PDF). British Hypertension Society
  5. ↑ Klabunde RE. "ACE-inhibitors". Cardiovascular Pharmacology Concepts. cvpharmacology.com. Retrieved 2009-03-26
  6. ↑ Zhang, B., Tanaka, H., Shono, N., Miura, S., Kiyonaga, A., Shindo, M., & Saku, K. (2003). The I allele of the angiotensin‐converting enzyme gene is associated with an increased percentage of slow‐twitch type I fibers in human skeletal muscle. Clinical genetics, 63(2), 139-144.
  7. ↑ Orysiak, J., Zmijewski, P., Klusiewicz, A., Kaliszewski, P., Malczewska-Lenczowska, J., Gajewski, J., & Pokrywka, A. (2013). The association between ACE gene variation and aerobic capacity in winter endurance disciplines. Biology of sport, 30(4), 249
  8. ↑ Goh, K. P., Chew, K., Koh, A., Guan, M., Wong, Y. S., & Sum, C. F. (2009). The relationship between ACE gene ID polymorphism and aerobic capacity in Asian rugby players. Singapore medical journal, 50(10), 997
  9. ↑ Tobina, T., Kiyonaga, A., Akagi, Y., Mori, Y., Ishii, K., Chiba, H., ... & Tanaka, H. (2007). Angiotensin I converting enzyme gene polymorphism and exercise trainability in elderly women: An electrocardiological approach. Journal of sports science & medicine, 6(2), 220
  10. ↑ Tobina, T., Kiyonaga, A., Akagi, Y., Mori, Y., Ishii, K., Chiba, H., ... & Tanaka, H. (2007). Angiotensin I converting enzyme gene polymorphism and exercise trainability in elderly women: An electrocardiological approach. Journal of sports science & medicine, 6(2), 220
  11. ↑ Pereira, A., Costa, A. M., Leitão, J. C., Monteiro, A. M., Izquierdo, M., Silva, A. J., ... & Marques, M. C. (2013). The influence of ACE ID and ACTN3 R577X polymorphisms on lower-extremity function in older women in response to high-speed power training. BMC geriatrics, 13(1), 131.
  12. ↑ Stephens, J. W., Dhamrait, S. S., Cooper, J. A., Acharya, J., Miller, G. J., Hurel, S. J., & Humphries, S. E. (2005). The D allele of the ACE I/D common gene variant is associated with Type 2 diabetes mellitus in Caucasian subjects. Molecular genetics and metabolism, 84(1), 83-89.
  13. ↑ Zarouk, W. A., Hussein, I. R., Esmaeil, N. N., Raslan, H. M., Reheim, H. A., Moguib, O., ... & Hamed, M. (2012). Association of angiotensin converting enzyme gene (I/D) polymorphism with hypertension and type 2 diabetes. Bratislavske lekarske listy, 113(1), 14-18
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