Molecola del Mese di David S. Goodsell Trad. di Mauro Tonellato

Glucosio Ossidasi

Indice 2006

Glucosio Ossidasi
Il diabete è una malattia diffusa in tutto il mondo e colpisce centinaia di milioni di persone. Per fortuna con una dieta attenta e con i farmaci opportuni si possono ridurre molte delle complicazioni del diabete. Questi trattamenti prevedono il continuo monitoraggio dei livelli di glucosio nel sangue in modo da poter intervenire tempestivamente se diventano troppo alti. L'enzima glucosio ossidasi ha reso la misura del glucosio veloce, facile ed economica.

Difesa Chimica
L'enzima glucosio ossidasi, mostrato qui a destra dal file PDB 1gpe, è un enzima piccolo e stabile che ossida il glucosio a glucolattone, trasformando l'ossigeno in perossido di idrogeno (acqua ossigenata). La sua normale azione biologica sembra essere proprio la produzione di acqua ossigenata, un composto tossico che può essere usato per uccidere i batteri.
La glucosio ossidasi si trova, per esempio, sulla superficie dei funghi dove contribuisce a combattere le infezioni batteriche, oppure nel miele dove agisce da conservante naturale.

Una miniera d'oro per le biotecnologie
Questo enzima oscuro, anche se svolge un ruolo di secondo piano in natura, è diventato il centro di un'attività industriale biotecnologica da 5 miliardi di dollari. Viene usato in biosensori che misurano la concentrazione del glucosio nel sangue. Questi biosensori funzionano perchè l'enzima trasforma qualcosa che è difficile da misurare, il glucosio, in qualcosa che invece è facile da misurare, l'acqua ossigenata. Un tipico misuratore di glucosio da laboratorio utilizza l'enzima intrappolato in una membrana. Il glucosio che viene in contatto con la membrana del sensore viene convertito in glucolattone. Nel processo si forma acqua ossigenata che viene rivelata da un elettrodo di platino. Maggiore è la concentrazione di glucosio nel sangue, più acqua ossigenata si forma e più forte è il segnale fornito dall'elettrodo.

Controllare i costi
Naturalmente gli elettrodi di platino sono costosi, per questo si stanno mettendo a punto nuovi biosensori che utilizzano un'altra interessante proprietà della glucosio ossidasi, nel tentativo di realizzare test ancora più economici. La glucosio ossidasi è molto specifica per il glucosio nella fase iniziale dell'ossidazione, ma può usare diversi composti come accettori finali di elettroni, non solo l'ossigeno. I ricercatori hanno messo a punto, quindi, altre molecole ossidanti, come il ferrocene, che vengono chiamate mediatori, da utilizzare al posto dell'ossigeno. Queste molecole prendono gli elettroni dalla reazione del glucosio e li cedono ad un tipo più economico di elettrodo. Questo metodo si presta per creare cartine da test monouso che abbiano la glucosio ossidasi, il mediatore e l'elettrodo, tutti e tre depositati sulla superficie della cartina.

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