Molecola del Mese di David S. Goodsell e Mauro Tonellato

Superossido Dismutasi

Indice 2007

Superossido Dismutasi
Senza ossigeno non potremmo vivere. Le nostre cellule usano l'ossigeno come accettore finale di elettroni nella respirazione, in questo modo riescono a ricavare molta più energia dal cibo di quanto farebbero in condizioni anaerobiche.
L'ossigeno però è anche un composto pericoloso. Forme reattive dell'ossigeno come il radicale superossido (ossigeno con un elettrone in più) possono sfuggire agli enzimi della respirazione cellulare e provocare disastri nelle cellule. Il superossido può anche causare mutazioni nel DNA o attaccare gli enzimi che sintetizzano amminoacidi o altre molecole essenziali. Questo non è un pericolo trascurabile: una ricerca ha dimostrato che circa ogni 10 mila elettroni trasferiti lungo la catena respiratoria nelle cellule di Escherichia coli, tre elettroni finiscono per produrre superossido invece di seguire il loro normale percorso fino all'enzima che li trasferisce all'ossigeno per produrre acqua. Per combattere questo pericolo la maggior parte delle cellule produce l'enzima Superossido Dismutasi (SOD) che trasforma il superossido in molecole meno pericolose (ossigeno e acqua ossigenata).

Dismutazione
Come si intuisce dal nome, l'enzima SOD (mostrato qui dal file PDB 2sod) dismuta il superossido. La dismutazione è un particolare tipo di reazione nella quale avvengono contemporaneamente due reazioni opposte, un'ossidazione e una riduzione, su due molecole uguali. L'enzima SOD prende due radicali superossido, strappa via l'elettrone in più dal primo e lo trasferisce al secondo. In questo modo una delle due molecole si ritrova con un elettrone in meno e quindi diventa ossigeno molecolare O2, l'altra si ritrova con un elettrone in più e, dopo aver legato due ioni H+, diventa acqua ossigenata H2O2.
Poichè anche l'acqua ossigenata è un composto pericoloso, la cellula cerca di distruggerla nel più breve tempo possibile.usando l'enzima Catalasi (Molecola del Mese del settembre 2004).

L'enzima SOD in Medicina
L'enzima Superossido Dismutasi SOD ha recentemente guadagnato notorietà perchè si è scoperto che è implicato nella Sclerosi Laterale Amiotrofica. Questa è una grave malattia degenerativa che porta alla morte selettiva dei motoneuroni nel sistema nervoso centrale e nel midollo spinale, e porta ad una paralisi progressiva e irreversibile nel giro di pochi anni.
La maggior parte dei casi di SLA si verificano in età adulta e la sua causa era, fino a poco tempo fa, sconosciuta. Circa il dieci per cento dei casi di SLA sono ereditari, provocati da mutazioni genetiche che vengono trasmesse ai figli. Una ricerca ha da poco dimostrato che una di queste mutazioni si trova nel gene che codifica per l'enzima SOD. Gli scienziati stanno ora studiando il ruolo dell'enzima SOD in questa malattia sperando di scoprire qualcosa che porti a nuovi trattamenti e a cure più efficaci.

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