Maykon Pablo Aguiar Fenelon

Emanoel Jefferson Aguiar Fenelon

Paulo Aguiar de Albuquerque Júnior

Maykon P A Fenelon

Doenças envolvendo Enzimas;

Defeitos das Proteínas Receptoras;

Defeito de transporte

Maykon P A Fenelon

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• As proteínas podem ser:

• Uma proteína com um papel de manutenção

na maioria das células pode estar presente

em um nível mais alto em alguns tecidos nos

quais tem uma função mais especializada.

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Proteínas de manutenção

•Estão presentes em absolutamente todas as cels

Proteínas especiais

•histoespecíficas que são produzidas em um tipo celular ou em um número limitado de tipos celulares

Mutação de proteína histoespecíficas:

exercem função única contribuindo para

individualidade da célula

maioria das vezes produz doença restrita àquele

tecido, embora possam ocorrer manifestações

secundarias em outros tecidos.

Alguns casos não podemos prever a relação

entre o sítio em que a proteína é expressa e o

sítio de alteração patológica em uma doença

genética.

Exemplo: Fenilcetonúria: ocorre no fígado, mas

a patologia no cerebro.

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primeiro

• Redundância genética

• Outros genes realizam sobreposição de atividades biológicas;

Segundo

• O tecido específico pode ser afetado

• A proteína afetada é expressa de forma excessiva.

Mutação em proteínas estruturais Raramente causam alterações patológicas em todo o

corpo. Exceção: mutações de genes essenciais para todos os tecidos

(actina e DNA polimerase), são na maioria dos casos incompatíveis com a vida.

Freqüentemente limitada a um ou poucos tecidos Duas razões:

Exemplo: doença de Tay – Sachs Neurodegeneração fatal, mas os outros tipos de cels ficam

ilesas;

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3 tipos de variação genética

Heterogeneidade alélica

Heterogeneidade de locus

Efeitos dos genes modificadores

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• A heterogeneidade genética deve-se de modo mais comum à presença de alelos múltiplos em um locus, uma situação chamada heterogeneidade alélica.

• As conseqüências bioquímicas e clinicas de uma mutação específica em uma proteína são frequentementeimprevisíveis.

Heterogeneidade alélica no fenótipo clínico

os alelos com função residualem geral associam-se ao fenótipo mais brando.

A variação do fenótipo reflete uma sub-função específica da

prot + prejudicada pela mutação, como Hb Kempsey

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A hetereogeneidade genética também surge da associação de mais de um locus com uma condição clínica específica, uma situação chamada heterogeneidade de locus.

Exemplo: Hiperfenilalaninemia(mutação em qualquer um dos 5 genes)

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Tal variação fenotípica pode, a principio, ser

atribuída a fatores ambientais ou à ação de

outros genes, chamados de genes modificadores.

Poucos genes modificadores foram identificados

para distúrbios monogênicos humanos.

Os genes modificadores apenas raramente serão

alelos causadores de doença em outros loci.

Ex.: Paciente com fibrose cistica homozigotos,

apresentando dnç pulmonar altamente

varaiável devido em parte a ação de um gene

modificador

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ENZIMAS SÃO CATALISADORES BIOLÓGICOS QUE

MEDEIAM COM GRANDE EFICIÊNCIA A

TRANSFORMAÇÃO DE SUBSTRATO EM PRODUTOS;

O GENOMA HUMANO POSSUI MAIS DE 5.000

GENES QUE CODIFICAM ENZIMAS, POR ISSO NÃO

É SURPREENDENTE QUE EXISTAM VARIAS

DÊFICIENCIAS EM ENZIMAS HUMANAS;

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É o acumulo de aminoácido no organismotornando-os tóxicos;

HIPERFENILALANINANEMIAS:

Deficiência da fenilalanina hidroxilase ou fenilcetonúria

Mais comum em heterozigotos compostos

Mutações q causam perda

do gene codificador da

fenilaninahidroxilase

(PAH)

Mutações dos genes

necessários para síntese ou

reutilização de seu cofator

(BH4)

Aumento de fenilalanina no

plasma

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Codifica o

PAH

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CLÁSSICA:

Chamada de epítome dos erros inatos do metabolismo.

É um distúrbio autossômico recessivo do catabolismo da fenilalanina resultante de mutações do gene codificador (PHA).

Menos de 1% de fenilalanina hidroxilase em funcionamento

Caracterizada pelo acumulo de fenilalanina nos líquidos corporais até tornarem-se tóxicos.

Fenilalanina > 20 mg/dl no plasma

Prejudica o desenvolvimento do sistema nervoso Central inicio da infância e o funcionamento do cérebro maduro.

Pequena quantidade de Fenilalanina é metabolizada por vias alternativas, produzindo quantidades crescentes de ácido fenilpirúvico (nome da doença) e outros metabólitos secretados na urina;

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SINTOMAS:

Atraso do desenvolvimento psicomotor.

Hiperatividade

Convulsões

Tremores

Microcefalia

Retardo mental

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Triagem Neonatal

TESTE DO PEZINHO

Triagem é justificada: 1/2900 nascidos vivos

Quanto mais precoce o diagnostico menor serão os danos causados.

O teste é realizado poucos dias após o nascimento Uma gota de sangue é obtida por punção do

calcanhar, e colocada em um papel filtro. Depois enviada a um laboratório central onde é medido o níveis plasmáticos de fenilalanina e razão entre os níveis fenilalanina e tirosina.

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TRATAMENTO:

A BASE DE DIETA DE ALIMENTOS POBRES EM PROTEINA,

MENOS QUE 5%.

ADMINISTRAÇÃO DE BH4 ORAL

O atraso de 4 semanas do tratamento acarretam efeitos

profundos no desenvolvimento intelectual;

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LEVE OU VARIANTE:

Pacientes com tolerância intermediaria a fenilalanina

entre a PKU clássica e a não-PKU

A quantidade de enzima fenilalanina hidroxilase

funcionante varia de 1 a 3%.

Concentração de fenilalanina no plasma de 10 a 20

mg/dl.

HIPERFENILALANANINEMIAS NÃO- PKU

atividade enzimática acima de 3% e concentração de

fenilalanina no plasma inferior a 4 mg/dl.

Pode até ser benigna (aumentos pequeno) e danifica

menos o cerebro.

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Defeitos moleculares no gene da fenilalanina Hidroxiase Devido ao alto grau de heterogenidade alélica no locus, a

maioria dos pacientes PKU é um heterozigoto composto(apresentam 2 diferentes alelos causadores da doença)

Defeitos no metabolismo da Tetraidrobiopterina

A hiperfenilalaninemia é resultante de um defeito genético em qualquer um dos diferentes genes envolvidos na formação ou reciclagem do co-fator de PAH, BH4. (1 a 3%)

Estes pacientes foram reconhecidos porque apesar da administração bem-sucedida de uma dieta pobre em fenilalanina eles apresentaram problemas neurológicos devido a necessidade do cofator BH4 para outras duas enzimas,tirosina hidroxilase e triptofano hidroxilase.

HIPERFENILALANINEMIAS

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TRATAMENTO:

INGESTÃO ORAL DE ALTAS DOSES DE BH4

Normalizar neurotransmissores do cérebro: L-DOPA ( administrar tirosina hidroxilase)

5-HIDROXITRIPTOFANO ( administrar triptofano hidroxilase)

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É importante distinguir os pacientes com

defeitos no metabolismo de bh4 de pacientes

com mutações na enzima fenilalanina hidroxilase

devido a diferenças no tratamento.

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O tratamento de homozigotos permitem que

esses levem uma vida independente e tenham

perspectivas quase que normais quanto a

paternidade e maternidade.

Mulheres com PKU que desejam engravidar

devem começar a dieta pobre em fenilalanina

antes da concepção devido o efeito altamente

teratogênico dos níveis elevados de fenilalanina

(retardo mental, microcefalia, malformações,

principalmente do coração).

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Causadas por defeitos genéticos nas enzimashidrolíticas do lisossomo levando ao acumulo desubstratos dentro dos mesmos. Resulta emdisfunção celular e posteriormente em mortecelular.

Sintomas: Aumento da massa dos tecidos e órgãos acometidos

No entanto, ocorre neurodegeneração qnd o cérebro éacometido;

Tratamento: Terapia de reposição enzimática.

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Causada pela deficiência acentuada da enzima hexosaminidase A (hex A) acarretando o aumento do lipidio gangliosideo (GM2) gerando impacto clinico quase exclusivamente no cerebro (sítio predominante de síntese de gangliosídeo GM2.

Sintomas: Crianças normais de 3 a 6 meses.

Não a tratamento levando a morte até o 5 ano de vida.

Surdez

Cegueira

Atrofia muscular

Incapacidade de engolir

Doença mais comum em judeus.

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As mucopolissacaridoses são um grupo heterogêneo de doenças de armazenamento no qual os mucopolissacarídeos(GAGs) acumulam-se nos lisossomos em conseqüência de uma deficiência em uma das enzimas necessárias à sua degradação;

As GAGs não-degradadas apresentam-se na urina, onde podem ser detectadas por testes de triagem;

As duas primeiras mucopolissacaridoses reconhecidas foram a síndrome de Hunter (recessiva ligada ao X) e a síndrome de Hurler (mais grave e autossômica recessiva), sendo que as 2 doenças acomentem proteínas diferentes;

As crianças afetadas são mentalmente retardadas, têm anomalias esqueléticas e baixa estatura;

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síndrome de Hurler

•Deve-se a uma grave deficiência de alfa-L-iduronidase;

•-A diferença no padrão de herança das síndromes

autossômicas de Hurler e ligada ao X de Hunter indica que são

decorrentes de mutações em genes diferentes;

•Sendo que essas 2 doenças afetam proteínas diferentes;

•A habilidade de uma célula em captar do meio extracelular a

enzima lisossômica na qual é deficiente é um mecanismo pelo

qual o transplante de células normais para pacientes com

doenças de armazenamento lisossômico pode permitir a

correção dos defeitos bioquímicos no resto do corpo;

•-Um exemplo são bons resultados obtidos na síndrome de

Hurler , a partir do transplante de medula óssea;

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Síndrome de Sanfilippo

Ilustra a ampla heterogeneidade de locus subjacente a um

fenótipo clínico relativamente homogêneo.

Uma de suas características clínicas é que anomalias

intelectuais e comportamentais são evidentes bem antes

das mudanças físicas, que tendem a ser brandas;

Esta síndrome pode resultar de uma dentre quatro

deficiências enzimáticas;

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A demonstração de que o genoma de um mutante pode

corrigir o defeito bioquímico de outro mutante é chamada

de complementação genetica;

Se a correção mútua de um fenótipo ocorre em um teste

de complementação, os defeitos genéticos são ditos

complementares, os genes afetados devem ser diferentes

e ocorreu complementação intergênica;

Testes de complementação em heterocárions deram

resultados positivos mesmo sendo conhecidas mutações

em dois grupos de células que afetam o mesmo gene.

Neste caso, a complementação é dita como sendo

intragência;

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Muitas proteínas tem tal resposta na primeira

sequência de AA que as direcionam para sua

residência

Já outras proteínas, são localizadas com base

nas modificações pós-transfusionais;

Hidrolases ácidas

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-Na doença da célula I, muitas das hidrolases ácidas

normalmente presentes nos lisossomos são encontradas em

excesso nos líquidos corpóreos, embora seus níveis celulares

estejam gravemente diminuídos;

-Esta situação incomum surge porque as hidrolases lisossômicas

nestes pacientes são anormais devido a uma modificação

pós-traducional;

-Na doença da célula I, há um defeito na enzima que transfere

um grupo fosfato para as unidades manose;

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-O fato de muitas enzimas serem afetadas é compatível com a

diversidade de anomalias clínicas;

-O distúrbio tem uma gama de efeitos fenotípicos, que

envolvem características faciais, alterações esqueléticas,

grave retardo de crescimento e retardo mental. Sendo que as

crianças afetadas sobrevivem de 5 à 7 anos;

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Algumas enzimas só adquirem atividade biológica apenas

depois que se associam a co-fatores;

São conhecidas mutações que interferem na síntese,

transporte, ligação ou remoção de uma proteína.

De todos os distúrbios genéticos, estes estão entre os que

mais respondem à terapia bioquímica específica, pois

frequentemente o co-fator é uma vitamina hidrossolúvel e

pode ser dada em grandes quantidades;

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Foi uma das primeiras aminoacidopatias a ser reconhecida;

É uma doença autossômica recessiva;

As principais características clínicas incluem o luxação do cristalino, retardo mental, osteoporose, ossos longos e tromboembolismo de veias e artérias;

Acredita-se que o acúmulo de homocisteína seja o fator central da maior parte, senão de toda, a patologia;

A administração de grande qt de piridoxina(precursor vitamínico do cofator), geralmente melhora a alteração bioqui e a doneça clínica

Em muitos pacientes, a afinidade da enzima mutante pelo piridoxal fosfato( co-fator da enzima) é reduzida, o que indica que a conformação alterada da proteína impede a ligação do co-fator;

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Há tipos de homocistinúria que resultam de vários defeitos secundários em outra enzima, a metionina sintase, que remetila a homocisteína para formar metionina;

O co-fator da metionina sintase, a metilcobalamina, é o produto de uma série complexa de eventos bioquímicos. Tal co-fator é importante na ação da metionina sintase.

Vários distúrbios de transporte ou metabolismo da vitamina B12 reduzem a disponibilidade de metilcobalamina, e dessa forma, prejudicam a atividade da metionina sintase;

Manifestações clínicas: anemia megaloblástica, atrasos e falhas no desenvolvimento.

Estas condições em geral são parcial ou completamente tratáveis com altas doses de vitamina B12.

Sendo todas autossômicas recessivas;

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A deficiência de alfa1-AT é uma importante condição

autossômica recessiva que leva à doença pulmonar

obstrutiva crônica e à cirrose hepática;

O locus alfa1-AT, no cromossomo 14, expressa-se

principalmente no fígado, que secreta alfa1-AT no

plasma;

Seu principal papel fisiológico é se ligar e inibir a

elastase, principalmente aquelas liberadas pelos

neutrófilos nas vias respiratórias;

A deficiência de alfa1-AT afeta 60mil pessoas só nos

EUA;

A mutação no alelo Z diminui a taxa de inibição de

elastase pela alfa1-AT;

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Hiperlipidemia genética

Pertence ao grupo de distúrbios metabólico

(hiperlipoproteinemias)

Elevadas [ ] plasmáticas de lipídios (colesterol,

triglicérides ou ambos) e lipoproteínas plasmáticas

específicas.

Mutações nos receptores de LDL

Aumenta o risco de infarto do miocárdio e é

caracterizado pela elevação de colesterol

plasmático transportado pelo LDL.

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Mutação no receptor de LDL

Tanto os indivíduos homozigotos e

heterozigotos desenvolvem a doença cardíacas

prematuras resultante da formação de

ateromas, xantomas e arcos córneas.

Herança autossômica semi-dominante.

Homozigotos : manifesta-se mais cedo do que em

heterozigoto.

Mais de 700 mutações diferentes no gene

receptor da LDL

Representa a causa mais comum de

hipercolesterolemia familial

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Fibrose cística

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É uma doença genética autossômica recessiva

causada por um distúrbio nas secreções de

algumas glândulas, nomeadamente as glândulas

exócrinas (glândulas produtoras de muco).

O cromossoma afetado é o cromossoma 7,

sendo este responsável pela produção de uma

proteína que vai regular a passagem de cloro e

de sódio pelas membranas celulares.

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Os pulmões e o pâncreas exócrino são os principais orgãos afetados pela doença.

Caracteriza pelo aumento das concentrações de Na e Cl no suor.

A doença pulmonar obstrutiva crônica desenvolve-se como um resultado de secreções espessas e infecções recorrentes ,e as deficiências de enzimas pancreáticas(lipase,tripsina,quimotripsinaimpedem a digestão normal.

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Diagnóstico Achados pancreáticos e pulmonares e nível elevado de

cloreto de suor (mais de 60 mEq/l).

Tratamento pulmonar prolonga a vida e a reposição das enzimas pancreáticas facilitam a digestão

Morte resulta de insuficiência pulmonar e infecções 50% dos pacientes sobrevivem até os 33 anos

5 a 10% apresentam com as funções exócrinas do pâncreas residual – suficientes pancreáticos. Tem uma prognostico melhor que os insuficiente

pancreaticos.

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Outros fenótipos

Obstrução pós natal do trato intestinal inferior –

10 a 20% dos neonatos com FC

Trato genital também é afetado

Homens: + 95% são inferteis (sem canal deferente)

ABCCD=ausência bilateral do canal deferente;

Mulheres: redução da fertilidade

Algumas pessoas com pancreatite crônica

idiopática possuem mutações no gene CFTR, sem

outras manifestações clínicas

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Gene de CF e a proteína CFTR

Gene CFTR localizado no cromossomo 7q31

região codificante com 27 éxons que codifica

uma proteína integrante de membrana

Proteína CTFR é o polipeptídio codificado

Sua seqüência primária indica que ela pertence à

família ABC de proteínas de transporte

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Defeitos Fisiopatológicos

Transporte anormal de eletrólitos através das membranas

epiteliais apicais aumentando os níveis de Na+ e Cl-

Essa alteração leva a doença no pulmão, pâncreas, intestino,

árvore hepática e trato genital masculino.

Mais elucidada nas glândulas sudoríparas – perda da função

CFTR faz com que o Cl- não seja reabsorvido no ducto da gl

sudorípara, levando a redução do gradiente eletroquímico

que direciona a entrada de Na+ pela membrana apical.

Aumento da [] de Na e Cl no suor

No pulmão, a hiperabsorçãode sódio e a secreção de

cloreto

Depletam o liq da S das vias aereas

O muco adere nas S celulares,

prejudicando a eliminação do muco depende de cílios

Cria um meio favorável a

pseudomonasaeruginosa

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Mutações no Polipeptídeo

Primeira mutação de FC identificada foi a

deleção de uma fenilalanina na posição 508 na

primeira ligação de ATP ( 70% dos casos de FC nas

populações caucasianas)

Principalmente, ocorre a substituição de sentido

trocado, poucos são rearranjos genômicos

Maykon P A Fenelon

Mecanismos de disfunções protéicas

Classe I – defeito na produção da proteína(EX.: RNA instáveis)

Classe II – processamento protéico defeituoso decorrente de um dobramento incorreto da proteína

Classe III – ocorrência de mutações causadores de FC que impedem a regulação da proteína

Classe IV – condução defeituosa do cloreto

Classe V – reduzem o nº de transcritos de CFTR

Classe VI – As proteínas são sintetizadas normalmente mas instáveis na superfície celular.

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Já, FC ñ-clássica apresentam

heterogenicidade de locus

Se a mutação do CFRT ñ tá presente teve-se

considera a mutação do gene SCNN1;

Análise clínica e genética do pac com FC:

O genótipo CFRT permite prever a função

pancreática exócrina;

O genótipo CFTR ñ nos permite prever a

gravidade da doença pulmonar

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Genética molecular e o tratamento da

fibrose cística

O tratamento da FC é dirigido para o controle da

infecção pulmonar e a melhoria nutricional

Melhor conhecimento da patogenia molecular

pode possibilitar o planejamento de intervenções

farmacológicas que iriam corrigir diretamente o

fenótipo bioquímico

Terapia de transferência gênica pode ser

possível na FC mas existem varias dificuldades.

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