Fosfatase alcalina

A fosfatase alcalina (ALP, ALKP, ALPase, Alk Phos) () é un encima hidrolase responsable de quitar grupos fosfato de moitos tipos de moléculas, como os nucleótidos, proteínas, e alcaloides. O proceso de quitar ditos grupos fosfato denomínase desfosforilación. Como indica o seu nome, a fosfatase alcalina é máis efectiva cando actúa en ambientes alcalinos. 
Ás veces úsase como sinónimo o termo fosfatase básica (ten actividade óptima a pH básico ou alcalino).

 En bacterias 
En bacterias gramnegativas, a fosfatase alcalina está localizada no espazo periplásmico, entre a membrana plasmática e a membrana externa da parede celular. Como este espazo está moito máis suxeito ás variacións ambientais que o interior da célula, a fosfatase alcalina bacteriana é comparativamente resistente á inactivación, desnaturalización, e degradación, e tamén ten unha maior taxa de actividade. Aínda que a función deste encima nas bacterias non está de todo aclarada, a hipótese de que simplemente a bacteria o usa para xerar grupos fosfatos libres para despois captalos e utilizalos está apoiada polo feito de que a bacteria produce xeralmente a fosfatase alcalina só durante a escaseza de fosfato e non cando hai abundancia del. Porén, hai outras posibilidades. Por exemplo, a presenza de grupos fosfato normalmente impide que as moléculas orgánicas pasen a través da membrana; por tanto, desfosforilalas pode ser importante para que a bacteria poida absorber esas moléculas do seu medio. Algunhas complexidades observadas na regulación bacteriana e no metabolismo suxiren que este encima pode ter outros propósitos máis sutís. Porén, no laboratorio as Escherichia coli mutantes que carecen de fosfatase alcalina sobreviven bastante ben, e tamén os mutantes que son incapaces de cortar a produción de fosfatase alcalina.

O pH óptimo para a actividade deste encima en E. coli é de 8,0 mentres que nas vacas o pH óptimo é algo maior, de 8,5.

 Usos en investigación 

Un uso típico da fosfatase alcalina no laboratorio é a eliminación de monoésteres para impedir que se autoenlacen.

As fosfatases alcalinas principais usadas en investigación son:
 Fosfatase alcalina de camarón (SAP), da especie de camarón ártico Pandalus borealis. Esta fosfatase é inactivada doadamente pola calor, o que é unha característica moi útil nalgunhas aplicacións.
 Fosfatase alcalina intestinal de tenreira (CIP)
 Fosfatase alcalina placentaria (PLAP), e a súa versión truncada no C-terminal que carece dos últimos 24 aminoácidos (que constitúen o dominio que ten como obxectivo a ancoraxe GPI na membrana), chamada fosfatase alcalina segregada (SEAP).

A fosfatase alcalina converteuse nunha útil ferramenta nos laboratorios de bioloxía molecular, debido a que o ADN normalmente posúe grupos fosfato no extremo 5', que moitas veces interesa quitar. Eliminando ditos fosfatos impídese que o ADN se ligue ao unirse o extremo 5' co 3', o que mantén as moléculas de ADN en estado linear ata o seguinte paso do proceso para o cal se vai usar; ademais, a eliminación destes grupos fosfato permite marcalo radioactivamente (substituíndo o fosfato normal por fosfato radioactivo) para medir a presenza do ADN marcado nos seguintes pasos do experimento. Para este propósito a máis útil é a fosfatase alcalina de camarón, xa que é a máis fácil de inactivar unha vez que cumpriu a súa tarefa.

Outro uso importante da fosfatase alcalina é como etiqueta nos inmunoensaios encimáticos.

As células nai pluripotentes indiferenciadas teñen niveis elevados de fosfatase alcalina na súa membrana plasmática, polo que se usa unha tinguidura de fosfatase alcalina para detectar estas células e para probar a pluripotencia (por exemplo, en células nai embrionarias ou en células de carcinoma embrional).

 Industria láctea 

A fosfatase alcalina utilízase habitualmente na industria láctea como un indicador de que a pasteurización foi correcta. Isto débese a que a bacteia que é máis resistente á calor que se encontra no leite, que é Mycobacterium paratuberculosis, se destrúe a temperaturas menores que as necesarias para desnaturalizar a fosfatase alcalina (ALP). Xa que logo, a presenza de fosfatase alcalina é ideal para indicar unha pasteurización correcta.

A verificación da pasteurización realízsase normalmente medindo a fluorescencia dunha solución que emite fluorescencia cando se expón a fosfatase alcalina activa. Os ensaios fluorimétricos son necesarios nalgúns países para probar que a fosfatase alcalina foi desnaturalizada,BS EN ISO 11816-1:2013 xa que as probas de p-nitrofenilfosfato non se consideran neles suficientemente adecuadas para asegurar os estándares sanitarios.

Alternativamente pode utilizarse o cambio de cor do substrato para-nitrofenilfosfato nunha solución tamponada (Test de Aschaffenburg Mullen). O leite cru produce tipicamente unha coloración amarela nun par de minutos, mentres que o leite debidamente pasteurizado non debería cambiar de cor. Non obstante, hai algunhas excepcións, como no caso de fosfatases alcalinas estables á calor producidas por algunhas bacterias, pero estas especies de bacterias non deberían estar presentes no leite en condicións normais.

 Inhibidores 
Todos os isoencimas da fosfatase alcalina de mamíferos agás o placentario (PALP e SEAP) son inhibidos pola homoarxinina, e, de xeito similar, todos, agás o intestinal e o placentario son bloqueados polo levamisole. Quentar durante ~2 horas a 65 °C inactiva a maioría dos isoencimas excepto as isoforma`s placentarias (PALP e SEAP).Alkaline Phosphatase Why It Is Done de Everday Health.com. Retrieved October 15, 2012. O fosfato é outro inhibidor, que inhibe competitivamente a fosfatase alcalina.Iqbal, J (2011) “Ann enzyme immobilized microassay in capillary electrophoresis for characterization and inhibition studies of alkaline phosphatases” J Anal. Biochem. 414, 226-231

 En humanos 

 Fisioloxía 
En humanos, a fosfatase alcalina está presente en todos os tecidos do corpo, mais está especialmente concentrada no fígado, condutos biliares, ril, óso, mucosa intestinal e a placenta. Os humanos e a maioría doutros animais conteñen os seguintes isoencimas de fosfatase alcalina:
 ALPI – intestinal (peso molecular de 150 kDa)
 ALPL – non específico de tecido (fígado/óso/ril)
 ALPP – placentario (isoencima Regan)

 Uso en diagnósticos 
Os niveis normais de fosfatase alcalina en adultos son aproximadamente de 20 a 140 IU/L, aínda que os niveis son significativamente maiores en nenos e mulleres preñadas. As análises sanguíneas deben sempre interpretarse usando o rango de referencia do laboratorio que realizou a proba. Poden darse niveis altos de fosfatase alcalina se hai obstrución dos condutos biliares. Ademais, increméntase a fosfatase alcalina se hai unha activa formación de óso, xa que a fosfatase alcalina é un subproduto da actividade dos osteoblastos (como no caso da enfermidade ósea de Paget ou osteíte deformante). Os niveis son tamén elevados en persoas con enfermidade celíaca sen tratar. A diminución dos niveis de fosfatase alcalina son menos comúns que a elevación. A fonte destes niveis elevados pode deducirse ao obter os niveis séricos de gamma glutamiltransferase (GGT). Un incremento concomitante de fosfatase alcalina con GGT pode ser un signo de enfermidade hepatobiliar.

 Niveis elevados 
Se non está claro por que os niveis de fosfatase alcalina están elevados, os estudos dos isoencimas utilizando electroforese poden confirmar a fonte desa fosfatase alcalina. A estabilidade á calor tamén distingue os isoencimas óseo e hepático (o óseo desnaturalízase e o hepático resiste). A fosfatase alcalina placentaria está elevada nos seminomas e nas formas activas de raquitismo, e nas seguintes doenzas e condicións:

 Obstrución biliar
 Condicións óseas
 Tumores óseos osteoblásticos
 Osteomalacia
 Enfermidade hepática ou hepatite
 Leucemia
 Linfoma
 Enfermidade ósea de Paget (osteíte deformante)
 Sarcoidose
 Hipertiroidismo
 Hiperparatiroidismo
 Embarazo

 Niveis diminuídos 

As seguintes condicións ou doenzas poden orixinar niveis reducidos de fosfatase alcalina:

 Hipofosfatasia, unha enfermidade autosómica recesiva
 Mulleres posmenopáusicas que reciben unha terapia de estróxenos debido a osteoporose
 Homes con operacións cirúrxicas cardíacas recentes, malnutrición, deficiencia de magnesio, hipotiroidismo, ou anemia grave
 Nenos con acondroplasia e cretinismo
 Nenos despois dun episodio grave de enterite
 Anemia perniciosa
 Anemia aplásica
 Leucemia mielóxena crónica
 Enfermidade de Wilson

Ademais, os seguintes fármacos reducen os niveis de fosfatase alcalina:

 Anticonceptivos orais.

 Fosfatase alcalina de leucocitos 
A fosfatase alcalina de leucocitos (LAP) encóntrase nos glóbulos vermellos. Nestas células os niveis de LAP poden servir de axuda para diagnosticar certas condicións. 
 Os niveis altos observáronse na policitemia vera, trombocitemia esencial, mielofibrose primaria, e na reacción leucemoide.
 Os niveis baixos encontráronse na leucemia mielóxena crónica, hemoglobinuria nocturna paroxística e leucemia mielóxena aguda.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Bibliografía 

 Outros artigos 
 Fosfatase ácida
 Probas da función hepática
 Ligazóns externas 
 Lab Tests Online - Alkaline phosphatase 

Categoría:Hidrolases