Glutamato descarboxilase

Glutamato descarboxilase ou descarboxilase do ácido glutâmico (DAG) (também GAD do inglês glutamic acid decarboxylase) é uma enzima que catalisa a descarboxilação do glutamato para AGAB e CO₂. A DAG usa o fosfato de piridoxal como cofator. A reação processa-se como segue:

HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH → CO₂ + HOOC-CH₂-CH₂-CH₂NH₂

Descarboxilase do ácido glutâmico 1
GAD67 derivada de PDB 2okj
Indicadores
Símbolo	GAD1
Símbolos alt.	glutamato descarboxilase 1 (cérebro, 67kD); GAD67
HUGO	4092
Entrez	2571
OMIM	605363
RefSeq	NM_000817
UniProt	Q99259
Outros dados
Número EC	4.1.1.15
Locus	Cr. 2 q31{{{locus_dado_suplementar}}}

Descarboxilase do ácido glutâmico 2
Indicadores
Símbolo	GAD2
Símbolos alt.	GAD65
HUGO	11284
Entrez	2572
OMIM	4093
RefSeq	NM_001047
UniProt	Q05329
Outros dados
Número EC	4.1.1.15
Locus	Cr. 10 p11.23

Nos mamíferos a DAG existe em duas isoformas codificadas por dois genes diferentes - Gad1 e Gad2. Estas isoformas são a DAG₆₇ e a DAG₆₅ com pesos moleculares de 67 e 65 kDa, respetivamente.^[1] GAD1 e GAD2 são expressas no cérebro onde o AGAB é usado como neurotransmissor, e a GAD2 é também expressa no pâncreas.

Estão descritas pelo menos mais duas formas no cérebro em desenvolvimento, DAG₂₅ e DAG₄₄ (embriónicas; EGAD). São codificadas pelas transcrições alternativas de Gad1, I-80 e I-86: DAG₂₅ é codificada por ambos, GAD₄₄ - apenas pelo I-80.^[2] O Centro de Bioprocessamento Inovador e Aplicado desenvolveu um método para a produção de gama-aminobutirato (AGAB) usando um novo gene do glutamato descarboxilase,^[3] identificado a partir de amostras de Kinema, um produto alimentar de soja fermentado naturalmente encontrado na região do Sikkim Himalaia na Índia.^[4]

Papel na patologia

Diabetes

Tanto a DAG₆₇ como a DAG₆₅ são alvo de autoanticorpos em pessoas que posteriormente desenvolvem diabetes mellitus tipo 1 ou diabetes auto-imune latente.^[5][6] Mostrou-se que injecções de GAD₆₅ preservam alguma produção de insulina durante 30 meses em humanos com diabetes tipo 1.^[7][8]

Esquizofrenia e distúrbio bipolar

Na esquizofrenia e distúrbio bipolar é observada uma desregulação substancial da expressão do ARNm da DAG acoplada com com a sub-regulação da reelina.^[9] Para os dois distúrbios a sub-regulação da GAD₆₇ mais pronunciada foi encontrada no stratum oriens do hipocampo e em outras camadas e estruturas do hipocampo em grau variável.^[10]

Alteração por fármacos

A pregabalina, um fármaco antiepilético, aumenta os níveis de AGAB neuronal ao causar um aumento da atividade da glutamato descarboxilase dependente da dosagem.^{[carece de fontes?]}

Extratos de Centella asiatica e Valeriana officinalis estimulam a atividade da DAG.^[11]

Notas

• Este artigo foi inicialmente traduzido, total ou parcialmente, do artigo da Wikipédia em inglês cujo título é «Glutamate decarboxylase», especificamente desta versão.

Referências

1. Erlander MG, Tillakaratne NJ, Feldblum S, Patel N, Tobin AJ (1991). «Two genes encode distinct glutamate decarboxylases». Neuron. 7 (1): 91–100. PMID 2069816. doi:10.1016/0896-6273(91)90077-D !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
2. Szabo G, Katarova Z, Greenspan R (1994). «Distinct protein forms are produced from alternatively spliced bicistronic glutamic acid decarboxylase mRNAs during development». Mol. Cell. Biol. 14 (11): 7535–45. PMC 359290. PMID 7935469 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
3. «Patents». Center of Innovative and Applied Bioprocessing, India
4. «A new gene may help produce pain killers». Tech Explorist (em inglês). 29 de janeiro de 2020. Consultado em 29 de janeiro de 2020
5. Baekkeskov S, Aanstoot HJ, Christgau S, Reetz A, Solimena M, Cascalho M, Folli F, Richter-Olesen H, De Camilli P, Camilli PD (1990). «Identification of the 64K autoantigen in insulin-dependent diabetes as the GABA-synthesizing enzyme glutamic acid decarboxylase». Nature. 347 (6289): 151–6. PMID 1697648. doi:10.1038/347151a0 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
6. Kaufman DL, Erlander MG, Clare-Salzler M, Atkinson MA, Maclaren NK, Tobin AJ (1992). «Autoimmunity to two forms of glutamate decarboxylase in insulin-dependent diabetes mellitus». J. Clin. Invest. 89 (1): 283–92. PMC 442846. PMID 1370298. doi:10.1172/JCI115573. Consultado em 12 de dezembro de 2010. Arquivado do original em 8 de maio de 2006 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
7. Ludvigsson J, Faresjö M, Hjorth M, Axelsson S, Chéramy M, Pihl M, Vaarala O, Forsander G, Ivarsson S, Johansson C, Lindh A, Nilsson NO, Aman J, Ortqvist E, Zerhouni P, Casas R (2008). «GAD treatment and insulin secretion in recent-onset type 1 diabetes». N. Engl. J. Med. 359 (18): 1909–20. PMID 18843118. doi:10.1056/NEJMoa0804328 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
8. «Diamyd announces completion of type 1 diabetes vaccine trial with long term efficacy demonstrated at 30 months». Press Release. Diamyd Medical AB. 28 de janeiro de 2008. Consultado em 13 de janeiro de 2010
9. Woo TU, Walsh JP, Benes FM (2004). «Density of glutamic acid decarboxylase 67 messenger RNA-containing neurons that express the N-methyl-D-aspartate receptor subunit NR2A in the anterior cingulate cortex in schizophrenia and bipolar disorder». Arch. Gen. Psychiatry. 61 (7): 649–57. PMID 15237077. doi:10.1001/archpsyc.61.7.649 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
10. Benes FM, Lim B, Matzilevich D, Walsh JP, Subburaju S, Minns M (2007). «Regulation of the GABA cell phenotype in hippocampus of schizophrenics and bipolars». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (24): 10164–9. PMC 1888575. PMID 17553960. doi:10.1073/pnas.0703806104 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
11. Awad, R.; Levac, D.; Cybulska, P.; Merali, Z.; Trudeau, V. L.; Arnason, J. T. (1 de setembro de 2007). «Effects of traditionally used anxiolytic botanicals on enzymes of the gamma-aminobutyric acid (GABA) system». Canadian Journal of Physiology and Pharmacology (9): 933–942. ISSN 0008-4212. PMID 18066140. doi:10.1139/Y07-083. Consultado em 15 de abril de 2021