Page 25 - Anales_81_1_2015
P. 25
ANALES
DE
LA
REAL
ACADEMIA
NACIONAL
DE
FARMACIA
Review
ISSN (Online) 1697-4298 analesranf.com
Superoxide Dismutase: a therapeutic candidate for oxidative stress
Title in Spanish: Superóxido Dismutasa: un candidato terapéutico para el estrés oxidativo
Mario Riera Romo1
1Facultad de Biología, Universidad de la Habana, calle 25, entre I y J, # 455. CP. 10400, Vedado, Plaza de la Revolución,
La Habana, Cuba
ABSTRACT: The Superoxide Dismutase activity is RESUMEN: La actividad Superóxido Dismutasa está
present in every cell with aerobic metabolism, and is presente en toda célula de metabolismo aerobio y sólo
just absent in obligate anaerobes, due to the important ausente en microorganismos anaerobios obligados, pues
role that it plays in antioxidant protection of many cumple un importante rol en la protección antioxidante
cellular components from oxygen reactive species de numerosos componentes celulares, frente a las
(ROS). Its deficit is related with different pathologies, especies reactivas del oxígeno (ERO). Su afectación se
such as inflammation, diabetes, cancer, relaciona con diversas patologías, entre las cuales se
neurodegenerative disorders, among others. In the encuentran, la inflamación, la diabetes, el cáncer, las
present review, some pathologies produced by the enfermedades neurodegenerativas y otras. En la presente
enzymatic deficit will be tackled, and also the main revisión serán abordadas algunas de las patologías
methods of protein engineering, applied to optimization producidas por déficit de la enzima, así como las
and modification of the enzyme as a therapeutic product. principales técnicas de ingeniería de proteínas aplicadas
a la modificación y optimización de la misma como
*Corresponding Author: mayito265@gmail.com producto terapéutico.
Received: February 13, 2015 Accepted: April 5, 2015
An Real Acad Farm Vol. 81, Nº 1 (2015), pp. 25-36
Language of Manuscript: Spanish
1. INTRODUCCIÓN por puente disulfuro, la cual regula negativamente a la
enzima. Ésta también puede ser palmitoilada, lo cual
La Superóxido Dismutasa humana (hSOD) es una promueve la residencia en núcleo pero disminuye la
metaloenzima que presenta tres isoformas: hSOD1, actividad, y succinilada en residuos adyacentes al centro
hSOD2 y hSOD3. La hSOD1 pertenece a la familia de las catalítico rico en cobre, lo que igualmente disminuye la
Superóxido Dismutasas Cu/Zn (1), contiene 155 actividad. La succinilación es reversible y puede ser
aminoácidos y actúa en forma de homodímero (Figura 1) eliminada por la proteína SIRT5 (6).
que se mantiene estabilizado por entrecruzamientos del
triptófano 33, residuo de dimerización (2). Posee dos Entre las principales funciones en las que esta isoforma
átomos de cobre en su centro activo, los cuales forman participa se encuentran la activación de la vía de
enlaces de coordinación con las histidinas 47, 49, 64 y 121 señalización de las MAP Quinasas, el trasporte axónico, la
de cada subunidad, funcionando como aceptores de fragmentación del DNA apoptótico, la organización
electrones que le permiten a la enzima catalizar la celular estereociliada de los receptores auditivos, la
dismutación de los aniones superóxido producidos como coagulación sanguínea, el envejecimiento celular, el
resultado del metabolismo oxidativo celular (3) mediante metabolismo del hierro, la contracción del músculo
la siguiente reacción: O2•- + O2•- + 2H+ → H2O2 + O2. cardíaco, el procesamiento del glutatión, la homeostasis
Contiene también iones zinc en su estructura, a nivel de las neuronal y muscular, la respuesta celular a múltiples
histidinas 72 y 81, y del aspártico 84, los cuales aportan drogas, la diferenciación de los linfocitos T en el timo, el
estabilidad estructural y favorecen la dimerización (4). desarrollo folicular del ovario, el desarrollo embrionario y
de la placenta, entre otras (7, 8).
Se encuentra principalmente localizada en citoplasma y
núcleo donde protege al material genético y a la mayoría 25
de los orgánulos subcelulares, del estrés oxidativo (5). En
estas localizaciones puede sufrir modificaciones
postraduccionales que regulan su actividad y vida media,
tales como la poliubiquitinación, que media su
degradación proteosómica, así como la dimerización por
entrecruzamiento de triptófano que impide la dimerización
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
ISSN (Online) 1697-4298 analesranf.com
Superoxide Dismutase: a therapeutic candidate for oxidative stress
Title in Spanish: Superóxido Dismutasa: un candidato terapéutico para el estrés oxidativo
Mario Riera Romo1
1Facultad de Biología, Universidad de la Habana, calle 25, entre I y J, # 455. CP. 10400, Vedado, Plaza de la Revolución,
La Habana, Cuba
ABSTRACT: The Superoxide Dismutase activity is RESUMEN: La actividad Superóxido Dismutasa está
present in every cell with aerobic metabolism, and is presente en toda célula de metabolismo aerobio y sólo
just absent in obligate anaerobes, due to the important ausente en microorganismos anaerobios obligados, pues
role that it plays in antioxidant protection of many cumple un importante rol en la protección antioxidante
cellular components from oxygen reactive species de numerosos componentes celulares, frente a las
(ROS). Its deficit is related with different pathologies, especies reactivas del oxígeno (ERO). Su afectación se
such as inflammation, diabetes, cancer, relaciona con diversas patologías, entre las cuales se
neurodegenerative disorders, among others. In the encuentran, la inflamación, la diabetes, el cáncer, las
present review, some pathologies produced by the enfermedades neurodegenerativas y otras. En la presente
enzymatic deficit will be tackled, and also the main revisión serán abordadas algunas de las patologías
methods of protein engineering, applied to optimization producidas por déficit de la enzima, así como las
and modification of the enzyme as a therapeutic product. principales técnicas de ingeniería de proteínas aplicadas
a la modificación y optimización de la misma como
*Corresponding Author: mayito265@gmail.com producto terapéutico.
Received: February 13, 2015 Accepted: April 5, 2015
An Real Acad Farm Vol. 81, Nº 1 (2015), pp. 25-36
Language of Manuscript: Spanish
1. INTRODUCCIÓN por puente disulfuro, la cual regula negativamente a la
enzima. Ésta también puede ser palmitoilada, lo cual
La Superóxido Dismutasa humana (hSOD) es una promueve la residencia en núcleo pero disminuye la
metaloenzima que presenta tres isoformas: hSOD1, actividad, y succinilada en residuos adyacentes al centro
hSOD2 y hSOD3. La hSOD1 pertenece a la familia de las catalítico rico en cobre, lo que igualmente disminuye la
Superóxido Dismutasas Cu/Zn (1), contiene 155 actividad. La succinilación es reversible y puede ser
aminoácidos y actúa en forma de homodímero (Figura 1) eliminada por la proteína SIRT5 (6).
que se mantiene estabilizado por entrecruzamientos del
triptófano 33, residuo de dimerización (2). Posee dos Entre las principales funciones en las que esta isoforma
átomos de cobre en su centro activo, los cuales forman participa se encuentran la activación de la vía de
enlaces de coordinación con las histidinas 47, 49, 64 y 121 señalización de las MAP Quinasas, el trasporte axónico, la
de cada subunidad, funcionando como aceptores de fragmentación del DNA apoptótico, la organización
electrones que le permiten a la enzima catalizar la celular estereociliada de los receptores auditivos, la
dismutación de los aniones superóxido producidos como coagulación sanguínea, el envejecimiento celular, el
resultado del metabolismo oxidativo celular (3) mediante metabolismo del hierro, la contracción del músculo
la siguiente reacción: O2•- + O2•- + 2H+ → H2O2 + O2. cardíaco, el procesamiento del glutatión, la homeostasis
Contiene también iones zinc en su estructura, a nivel de las neuronal y muscular, la respuesta celular a múltiples
histidinas 72 y 81, y del aspártico 84, los cuales aportan drogas, la diferenciación de los linfocitos T en el timo, el
estabilidad estructural y favorecen la dimerización (4). desarrollo folicular del ovario, el desarrollo embrionario y
de la placenta, entre otras (7, 8).
Se encuentra principalmente localizada en citoplasma y
núcleo donde protege al material genético y a la mayoría 25
de los orgánulos subcelulares, del estrés oxidativo (5). En
estas localizaciones puede sufrir modificaciones
postraduccionales que regulan su actividad y vida media,
tales como la poliubiquitinación, que media su
degradación proteosómica, así como la dimerización por
entrecruzamiento de triptófano que impide la dimerización
@Real Academia Nacional de Farmacia. Spain
