centro ferro-enxofre

**Estrutura:** Os centros Fe-S contêm átomos de ferro coordenados por sulfeto inorgânico (lábil em meio ácido) e geralmente ancorados às proteínas por ligantes tiolato de cisteína (o centro de Rieske usa 2 cisteínas e 2 histidinas). As formas mais comuns são [2Fe-2S], [3Fe-4S] e [4Fe-4S]. São centros de ferro não heme.

**Função:** - Transferência de um elétron. O ferro alterna entre Fe2+ e Fe3+. Um centro transporta apenas um elétron por vez, embora contenha vários átomos de ferro. - Cadeia transportadora de elétrons: - Complexo I (NADH desidrogenase): FMN, depois uma série de centros Fe-S, depois CoQ (ubiquinona). - Complexo II (succinato desidrogenase): FAD, depois centros Fe-S, depois CoQ. O Complexo II também é uma enzima do ciclo de Krebs (ciclo do ácido tricarboxílico). - Complexo III (citocromo bc1): contém a proteína Fe-S de Rieske (2Fe-2S). - O Complexo IV não usa centros Fe-S. Usa heme a/a3 e centros de cobre (CuA, CuB). - Outras funções: - A aconitase (ciclo de Krebs) tem um centro [4Fe-4S] que participa diretamente da isomerização de citrato em isocitrato. - Ferredoxinas, na fotossíntese e na esteroidogênese (adrenodoxina, usada pelas enzimas P450 mitocondriais). - Enzimas radical SAM (p. ex., lipoato sintase, biotina sintase). - Enzimas de reparo e replicação do DNA (DNA polimerases, helicases, glicosilases). - Regulação da homeostase do ferro: a aconitase citosólica (IRP1) liga um centro Fe-S quando há ferro suficiente e o perde quando o ferro está baixo. A IRP1 então se liga a elementos responsivos ao ferro (IREs) no mRNA.

**Biogênese:** A montagem ocorre principalmente nas mitocôndrias, por meio da maquinaria ISC (iron-sulfur cluster). A cisteína dessulfurase (NFS1) fornece o enxofre. A frataxina participa do fornecimento de ferro ou da regulação da montagem dos centros. Os centros são então inseridos nas apoproteínas, e um sistema separado exporta componentes para as proteínas Fe-S citosólicas.

**Correlações clínicas:** - Ataxia de Friedreich: expansão de repetições de trinucleotídeo GAA, autossômica recessiva, no gene FXN (cromossomo 9), causa deficiência de frataxina. Ocorre acúmulo de ferro mitocondrial, as enzimas que contêm centros Fe-S ficam comprometidas e o estresse oxidativo aumenta. Os achados são degeneração espinocerebelar (ataxia, perda da sensibilidade de posição e vibratória, arreflexia), cardiomiopatia hipertrófica (causa habitual de morte), diabetes mellitus, escoliose e pé cavo. - Anemia sideroblástica: algumas formas envolvem comprometimento da síntese de centros Fe-S ou de heme (p. ex., mutações em ABCB7 causam anemia sideroblástica ligada ao X com ataxia). - Inibidores da cadeia transportadora de elétrons: - A rotenona inibe o Complexo I na etapa de Fe-S para CoQ. - O malonato é um inibidor competitivo da succinato desidrogenase (Complexo II). - A antimicina A inibe o Complexo III. - Cianeto, CO, azida e H2S inibem o Complexo IV. - Estresse oxidativo: os centros Fe-S (especialmente o [4Fe-4S] da aconitase) são sensíveis ao superóxido e ao peroxinitrito, de modo que a atividade da aconitase é um marcador de dano oxidativo. - Doença mitocondrial: deficiências dos Complexos I e II podem causar acidose láctica, síndrome de Leigh e miopatia.

**Pontos de alto rendimento:** - Os centros Fe-S contêm ferro não heme. Os citocromos contêm ferro heme. - Um elétron por centro, em contraste com FMN/FAD/CoQ, que podem transportar 2 elétrons. - Os Complexos I, II e III contêm centros Fe-S. O Complexo IV não contém. - O Complexo II é o único complexo da cadeia transportadora de elétrons que não bombeia prótons. - Os centros Fe-S são necessários para a função da aconitase no ciclo de Krebs.