Cobalto Quelatase

A cobalto quelatase (EC 6.6.1.2) é uma enzima fundamental no processo de biossíntese da cobalamina, mais conhecida como vitamina B12, especificamente em bactérias aeróbias. Esta enzima atua como uma ligase, catalisando a inserção de um íon de cobalto (Co²⁺) em um anel macrocíclico precursor.

Mecanismo de Reação

A cobalto quelatase catalisa a reação química que envolve a complexação do metal ao macrociclo. O processo requer energia na forma de ATP para ocorrer. A reação química global é representada da seguinte forma:

Os substratos utilizados na reação são:

• ATP (Adenosina trifosfato)
• Ácido hidrogenobirínico a,c-diamida
• Íon cobalto (Co²⁺)
• Água (H₂O)

Como resultado da catálise, a enzima produz:

• ADP (Adenosina difosfato)
• Fosfato
• Ácido cob(II)birínico a,c-diamida
• Íons de hidrogênio (H⁺)

Estrutura e Subunidades

Na via aeróbia de biossíntese da cobalamina, a cobalto quelatase é um complexo enzimático composto por três subunidades distintas:

• CobT
• CobN
• CobS

Essas subunidades trabalham em conjunto para coordenar a inserção do metal e a hidrólise do ATP necessária para impulsionar a reação.

Comparação entre Vias Aeróbias e Anaeróbias

A inserção do cobalto no macrociclo da vitamina B12 pode ocorrer por caminhos bioquímicos diferentes, dependendo do organismo:

• Via Aeróbia: Ocorre em bactérias como a Pseudomonas denitrificans. É dependente de ATP e utiliza a cobalto quelatase composta pelas subunidades CobNST.
• Via Anaeróbia: Ocorre em bactérias como a Salmonella typhimurium. Neste caso, a reação de quelação do sirohidroclorina é independente de ATP.

É importante notar que as cobalto quelatases de ambas as vias não são homólogas, indicando que a evolução desenvolveu mecanismos distintos para a mesma finalidade funcional. No entanto, as subunidades CobN e CobS da via aeróbia apresentam homologia com as subunidades BchH e BchI da Mg-quelatase, respectivamente, enquanto a CobT possui parentesco remoto com a subunidade BchD, envolvida na síntese de bacterioclorofila em organismos como a Rhodobacter capsulatus.

Classificação e Nomenclatura

A enzima pertence à família das ligases, especificamente àquelas que formam ligações nitrogênio-metal em complexos de coordenação. Seu nome sistemático é hidrogenobirínico-ácido-a,c-diamida:cobalto cobalto-ligase (formando ADP). Outras denominações comuns incluem CobNST, CobNCobST e hidrogenobirínico ácido a,c-diamida cobaltochelatase.