Tema3, Apuntes de Química Biorgánica

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Neurona^

MielinaAxón B 12

El cobre en el cuerpo humano • Formación^ de^ melanina^ y^ queratina • Síntesis^ de^ tejido^ conectivo^ y mioglobina • Síntesis^ de^ hemoglobina^ (incorporación de^ hierro^ en^ Hb) • Producción^ de^ energía^ (cadena^ de transporte^ electrónico) • Síntesis^ de^ neurotransmisores (catecolaminas) • Secuestradores^ de^ radicales^ libres (SOD) • Retención^ de^ calcio^ en^ los^ huesos • Sistema^ inmune^ (control^ de^ organismos anaeróbicos)^ y^ formación^ del^ sistema retículoendotelial • Formación^ de^ la^ cubierta^ de^ mielina

en Funciones^ dependientes^ del^ cobre: los^ nervios • Fertilidad^ y^ mantenimiento^ del embarazo

Metabolismo del cobre Albúmina, aminoácidos 10% Ceruloplasmina (90%)

Cobre^ en^ suero Cobre (2.5 mg/día) 25 ‐60% Vena Porta Heces Tejidos‐Proteínas^ de^ cobre •^ SOD • Tirosinasa • Citocromo^ c^ oxidasa •^ Lisina^ oxidasa^ Orina^ (<^70 μg/día) Hígado Bilis Riñón

Una vez dentro del citoplasma, el cobre es acompañado por proteínas específicasconocidas como metallochaperones a los 3 principales sitios en que es utilizado: a)^ la citocromo oxidasa en la mitocondria (a cargo de la COX17), b ) a la enzima SOD1 (a cargo de CCSOD1), c)^ al aparato de Golgi (a cargo de ATOX1 y ATP7). http://www.chm.bris.ac.uk/motm/caeruloplasmin/copper_proteins/

Metabolismo del cobre + La incorporación del ion cobre (Cu) por lacélula, es^ llevada^ a^ cabo^ por^ untransportador específico de cobre (CST)situado en la superficie de la membranacelular. CST: copper surface transporter; CCSOD1: copper chaperon para SOD

-^ Los neonatos pueden presentar

deficiencias agudas de Cu^ debido a que los mecanismos de transporte y control ( ceruloplasmina, seroalbúmina, metalotioneína

) no se estabilizan hasta 6 meses después del nacimiento con lo que una

mala alimentación, leche no materna, exceso de carbohidratos refinados, etc puede producirlo. El Cu suministrado alneonato puede ser insuficiente debido a su rápido crecimiento.

Deficiencia de cobre en el organismo

-^ Anemia^ debido a la baja movilización del hierro asociado a una menor

actividad de la ceruloplasmina. •^ Defectos en la superóxido dismutasa dependientede^ cobre^ dan^ lugar^ a^

la^ enfermedad neurodegenerativa^ llamada^

esclerosis^ lateral amiotrófica^ (ELA)^ en^ la^ que^

las^ motoneuronas disminuyen^ gradualmente^ su^

funcionamiento^ y mueren,^ provocando^ una^ parálisis

muscular progresiva que se acompaña de una exaltación delos reflejos tendinosos.

Síndrome de Menkes. Deficiencia aguda de cobre debido a disfunciones en el transportede este elemento.^ Anormalidades en el crecimiento y en el nivel cerebral e inclusomuerte prematura. Cabello ensortijado. El hecho de que se produzcan este tipo desíntomas da idea de que el cobre influye sobre el tejido conectivo. El rápido diagnóstico yadministración de bis(histinato) de Cu(II) suele tener resultados efectivos. Entre algunosde los síntomas de la enfermedad se destacan la hipotermia, la falta de tono muscular(hipotonía), convulsiones, retraso mental y dificultades para alimentarse.

Deficiencia de cobre en el organismo

N N O HCHC N CHHOCH NH (^22) N N (L‐His) 2

-^ El Cu no se encuentra unido a grupos pirrólicos de porfirinas. Se une directamentea^ la^ proteína^ fundamentalmente

a^ través^ de^ nitrógenos^ imina

de^ imidazol

(histidinas) y átomos de azufre de tiolatos. • Los potenciales redox asociados al par Cu

III^ /Cuson en general mayores que los que IIIIIpresenta el par Fe/Fe. De hecho, la proteína de cobre cerulopasmina oxida el Fe

II

Diferencias^ con^ la^ bioquímica^ del^ hierro III^ liberado de la ferritina^ a Fepara su incorporación a la proteína de transportetransferrina (actividad ferrooxidasa).^ •^ En agua neutra y en el agua del mar es más soluble el Cu(II) que el Cu(I) adiferencia del Fe, que es mas soluble el Fe(II) que el Fe(III).^ •^ El Cu es más tardío desde un punto de vista evolutivo que el Fe. Esto hace que seencuentre en el espacio extracelular a diferencia del Fe que se encuentra en elinterior de la célula.

Características químicas

Tipo 1 (T1). Proteínas azules de cobre detransferencia electrónica (BCP), mononuclear.‐^1 ‐^1 ε^ > 1500 Mcm. Espectro de epr con ctepequeña de Acoplamiento Hiperfino (A). Tipo 2 (T2).^ Llamado cobre normal. Centromononuclear^ de^ cobre^ con

espectro electrónico^ y^ epr^ típico^ del^

cobre^ con ‐^1 distorsion tetragonal (ε < 100 M ‐^1 cm). Superóxido dismutasa, galacto oxidasa, etc Tipo 3 (T3).^ Centro binuclear de Cu que unedioxígeno^ en^ forma^ de^ peróxido.

Banda ‐^1 intensa a 330 cm(ε^ ≈^ 1000 M ‐^1 ‐^1 cm). No

Tipos de centros de Cu en proteínas presenta espectro epr.^ Hemocianina y tirosinasa

MetS Cu His^ HisN NSNH NH Cys TIPO^1 TIPO^2 HN NH^ NN CuN^ NHXNHNCuNN HNNH^ TIPO^3

Centros de Cu en proteínas. Tipo 1 Plastocianina de espinacas

K. Paraskevopoulos^ et al .,^ J. Mol. Biol. ,

Centros de Cu en proteínas. Tipo 1 Azurina II deAlcaligenes xylosoxidans 2006 , 362 , 55-65.

• Centros de Cu en proteínas. Tipo
• Centros de Cu en proteínas. Tipo
• Centros de Cu en proteínas. Tipo
• Centros de Cu en proteínas. Tipo

Centros de Cu en proteínas. Tipo 2^ Cu,Zn

‐^ SOD