En enzimología , la 4-aminobutirato transaminasa ( EC 2.6.1.19 ), también llamada GABA transaminasa o 4-aminobutirato aminotransferasa, o GABA-T , es una enzima que cataliza la reacción química :
4-aminobutirato transaminasa | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
CE no. | 2.6.1.19 | |||||||
No CAS. | 9037-67-6 | |||||||
Bases de datos | ||||||||
IntEnz | Vista IntEnz | |||||||
BRENDA | Entrada BRENDA | |||||||
FÁCIL | NiceZyme vista | |||||||
KEGG | Entrada KEGG | |||||||
MetaCyc | camino metabólico | |||||||
PRIAM | perfil | |||||||
Estructuras PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | |||||||
Ontología de genes | AmiGO / QuickGO | |||||||
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4-aminobutirato transaminasa | ||||||
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Identificadores | ||||||
Símbolo | UN MURCIELAGO | |||||
Gen NCBI | 18 | |||||
HGNC | 23 | |||||
OMIM | 137150 | |||||
RefSeq | NM_020686 | |||||
UniProt | P80404 | |||||
Otros datos | ||||||
Lugar | Chr. 16 p13.2 | |||||
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- 4-aminobutanoato + 2-oxoglutarato succinato semialdehído + L-glutamato
Por tanto, los dos sustratos de esta enzima son el 4-aminobutanoato ( GABA ) y el 2-oxoglutarato . Los dos productos son succinato semialdehído y L-glutamato .
Esta enzima pertenece a la familia de las transferasas , específicamente las transaminasas , que transfieren grupos nitrogenados. El nombre sistemático de esta clase de enzimas es 4-aminobutanoato: 2-oxoglutarato aminotransferasa . Este participa la enzima en 5 vías metabólicas: alanina y aspartato metabolismo , el metabolismo del glutamato , el metabolismo de beta-alanina , metabolismo propanoato de etilo , y el metabolismo de butanoato de etilo . Emplea un cofactor , fosfato de piridoxal .
Esta enzima se encuentra en procariotas , plantas , hongos y animales (incluidos los humanos ). [1] Los cerdos se han utilizado a menudo para estudiar cómo puede funcionar esta proteína en los seres humanos. [2]
Número de comisión de enzimas
GABA-T es el número 2.6.1.19 de la Comisión de Enzimas. Esto significa que se encuentra en el transferasa clase de enzimas, la transferasa nitrogenada subclase y la transaminasa sub-subclase. [3] Como transferasa nitrogenada, su función es transferir grupos nitrogenados de una molécula a otra. Como transaminasa, el papel de GABA-T es mover grupos funcionales de un aminoácido y un α-cetoácido , y viceversa. En el caso de GABA-T, toma un grupo de nitrógeno de GABA y lo usa para crear L-glutamato.
Vía de reacción
En animales, hongos y bacterias, GABA-T ayuda a facilitar una reacción que mueve un grupo amina de GABA a 2-oxoglutarato y un grupo cetona de 2-oxoglutarato a GABA. [4] [5] [6] Esto produce succinato semialdehído y L-glutamato. [4] En las plantas, el piruvato y el glioxilato pueden usarse en lugar del 2-oxoglutarato. [7] catalizada por la enzima 4-aminobutirato-piruvato transaminasa :
- (1) 4-aminobutanoato (GABA) + piruvato ⇌ succinato semialdehído + L- alanina
- (2) 4-aminobutanoato (GABA) + glioxilato ⇌ succinato semialdehído + glicina
Papel celular y metabólico
La función principal de GABA-T es descomponer GABA como parte de GABA-Shunt. [2] En el siguiente paso de la derivación, el semialdehído producido por GABA-T será oxidado a ácido succínico por la succinato-semialdehído deshidrogenasa , dando como resultado succinato. Este succinato entrará en la mitocondria y se convertirá en parte del ciclo del ácido cítrico . [8] El ciclo del ácido crítico puede producir 2-oxoglutarato, que puede usarse para producir glutamato, que a su vez puede convertirse en GABA, continuando el ciclo. [8]
El GABA es un neurotransmisor muy importante en el cerebro de los animales, y una baja concentración de GABA en el cerebro de los mamíferos se ha relacionado con varios trastornos neurológicos, como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson . [9] [10] Debido a que GABA-T degrada GABA, la inhibición de esta enzima ha sido el objetivo de muchos estudios médicos. [9] El objetivo de estos estudios es encontrar una manera de inhibir la actividad de GABA-T, lo que reduciría la tasa de conversión de GABA y 2-oxoglutarato en semialdehído y L-glutamato, aumentando así la concentración de GABA en el cerebro. También existe un trastorno genético en los seres humanos que puede provocar una deficiencia de GABA-T. Esto puede provocar un deterioro del desarrollo o la mortalidad en casos extremos. [11]
En las plantas , el GABA se puede producir como respuesta al estrés. [5] Las plantas también usan GABA para señalización interna y para interacciones con otros organismos cercanos a la planta. [5] En todas estas vías intraplanta, GABA-T asumirá el papel de degradar GABA. También se ha demostrado que el succinato producido en la derivación GABA constituye una proporción significativa del succinato que necesita la mitocondria. [12]
En los hongos, la degradación de GABA en la derivación de GABA es clave para garantizar el mantenimiento de un alto nivel de actividad en el ciclo del ácido crítico. [13] También hay evidencia experimental de que la descomposición de GABA por GABA-T juega un papel en el manejo del estrés oxidativo en los hongos. [13]
Estudios estructurales
Se han resuelto varias estructuras para esta clase de enzimas, con códigos de acceso PDB y publicadas en revistas revisadas por pares. Se han resuelto al menos 4 de tales estructuras utilizando enzimas de cerdo: 1OHV , 1OHW , 1OHY , 1SF2 , y al menos se han resuelto 4 de tales estructuras en Escherichia coli : 1SFF , 1SZK , 1SZS , 1SZU . De hecho, existen algunas diferencias entre la estructura enzimática de estos organismos. Las enzimas de E. coli de GABA-T carecen de un grupo de hierro-azufre que se encuentra en el modelo porcino. [14]
Sitios activos
Los residuos de aminoácidos que se encuentran en el sitio activo de la 4-aminobutirato transaminasa incluyen Lys-329, que se encuentran en cada una de las dos subunidades de la enzima. [15] Este sitio también se unirá con una coenzima piridoxal 5'-fosfato . [15]
Inhibidores
- Ácido aminooxiacético
- Gabaculina
- Fenelzina
- Feniletilidenhidrazina (PEH)
- Ácido rosmarínico [16]
- Ácido valproico
- Vigabatrin
Referencias
- ^ "4-aminobutirato aminotransferasa - grupos de proteínas idénticos - NCBI" . www.ncbi.nlm.nih.gov . Consultado el 29 de septiembre de 2020 .
- ^ a b Iftikhar H, Batool S, Deep A, Narasimhan B, Sharma PC, Malhotra M (febrero de 2017). "Análisis in silico de las actividades inhibidoras de los derivados de GABA sobre la 4-aminobutirato transaminasa" . Revista árabe de química . 10 : S1267–75. doi : 10.1016 / j.arabjc.2013.03.007 .
- ^ "BRENDA - Información sobre EC 2.6.1.19 - 4-aminobutirato-2-oxoglutarato transaminasa" . www.brenda-enzymes.org . Consultado el 24 de septiembre de 2020 .
- ^ a b Tunnicliff G (1986). "4-aminobutirato transaminasa". En Boulton AA, Baker GB, Yu PH (eds.). Enzimas neurotransmisoras . 5 . págs. 389–420. doi : 10.1385 / 0-89603-079-2: 389 . ISBN 0-89603-079-2.
- ^ a b c Shelp BJ, Bown AW, Zarei A (2017). "4-aminobutirato (GABA): un metabolito y una señal con importancia práctica" . Botánica . 95 (11): 1015–32. doi : 10.1139 / cjb-2017-0135 . hdl : 1807/79639 .
- ^ Cao J, Barbosa JM, Singh N, Locy RD (julio de 2013). "Transaminasas GABA de Saccharomyces cerevisiae y función del complemento de Arabidopsis thaliana en citosol y mitocondrias". La levadura . 30 (7): 279–89. doi : 10.1002 / yea.2962 . PMID 23740823 . S2CID 1303165 .
- ^ Fait A, Fromm H, Walter D, Galili G, Fernie AR (enero de 2008). "Carretera o camino: el papel metabólico de la derivación GABA en las plantas". Tendencias en ciencia de las plantas . 13 (1): 14–9. doi : 10.1016 / j.tplants.2007.10.005 . PMID 18155636 .
- ^ a b Bown AW, Shelp BJ (septiembre de 1997). "El metabolismo y las funciones del ácido [gamma] -aminobutírico" . Fisiología vegetal . 115 (1): 1–5. doi : 10.1104 / pp.115.1.1 . PMC 158453 . PMID 12223787 .
- ^ a b Ricci L, Frosini M, Gaggelli N, Valensin G, Machetti F, Sgaragli G, Valoti M (mayo de 2006). "Inhibición de la transaminasa 4-aminobutirato de cerebro de conejo por algunos análogos de taurina: un análisis cinético". Farmacología bioquímica . 71 (10): 1510–9. doi : 10.1016 / j.bcp.2006.02.007 . PMID 16540097 .
- ^ Sherif FM, Ahmed SS (abril de 1995). "Aspectos básicos de la GABA-transaminasa en trastornos neuropsiquiátricos". Bioquímica clínica . 28 (2): 145–54. doi : 10.1016 / 0009-9120 (94) 00074-6 . PMID 7628073 .
- ^ "DEFICIENCIA DE GABA-TRANSAMINASA" . www.omim.org . Consultado el 18 de octubre de 2020 .
- ^ Fait A, Fromm H, Walter D, Galili G, Fernie AR (enero de 2008). "Carretera o camino: el papel metabólico de la derivación GABA en las plantas" . Tendencias en ciencia de las plantas . 13 (1): 14–9. doi : 10.1016 / j.tplants.2007.10.005 . PMID 18155636 .
- ^ a b Bönnighausen J, Gebhard D, Kröger C, Hadeler B, Tumforde T, Lieberei R, et al. (Diciembre de 2015). "La interrupción de la derivación GABA afecta la respiración mitocondrial y la virulencia en el patógeno de cereales Fusarium graminearum" . Microbiología molecular . 98 (6): 1115–32. doi : 10.1111 / mmi.13203 . PMID 26305050 . S2CID 45755014 .
- ^ Liu W, Peterson PE, Carter RJ, Zhou X, Langston JA, Fisher AJ, Toney MD (agosto de 2004). "Estructuras cristalinas de gamma-aminobutirato aminotransferasa de Escherichia coli unida y unida a aminooxiacetato" . Bioquímica . 43 (34): 10896–905. doi : 10.1021 / bi049218e . PMID 15323550 .
- ^ a b Storici P, De Biase D, Bossa F, Bruno S, Mozzarelli A, Peneff C, et al. (Enero de 2004). "Estructuras de ácido gamma-aminobutírico (GABA) aminotransferasa, un piridoxal 5'-fosfato y enzima que contiene grupos [2Fe-2S], complejados con gamma-etinil-GABA y con el fármaco antiepiléptico vigabatrina" . La revista de química biológica . 279 (1): 363–73. doi : 10.1074 / jbc.M305884200 . PMID 14534310 . S2CID 42918710 .
- ^ Awad R, Muhammad A, Durst T, Trudeau VL, Arnason JT (agosto de 2009). "Fraccionamiento guiado por bioensayo de toronjil (Melissa officinalis L.) utilizando una medida in vitro de la actividad de la transaminasa GABA". Investigación en Fitoterapia . 23 (8): 1075–81. doi : 10.1002 / ptr.2712 . PMID 19165747 . S2CID 23127112 .
Otras lecturas
- Scott EM, Jakoby WB (abril de 1959). "Transaminasa gamma-aminobutírico-glutámico soluble de Pseudomonas fluorescens" . La revista de química biológica . 234 (4): 932–6. PMID 13654294 .
- Aurich H (octubre de 1961). "[Sobre la beta-alanina-alfa-cetoglutarato transaminasa de Neurospora crassa]" [Sobre la beta-alanina-alfa-cetoglutarato transaminasa de Neurospora crassa]. Zeitschrift für Physiologische Chemie de Hoppe-Seyler (en alemán). 326 : 25–33. doi : 10.1515 / bchm2.1961.326.1.25 . PMID 13863304 .
- Schousboe A, Wu JY, Roberts E (julio de 1973). "Purificación y caracterización del 4-aminobutirato - 2, transaminasa cetoglutarato de cerebro de ratón". Bioquímica . 12 (15): 2868–73. doi : 10.1021 / bi00739a015 . PMID 4719123 .
- Parviz M, Vogel K, Gibson KM, Pearl PL (noviembre de 2014). "Trastornos del metabolismo de GABA: deficiencias de SSADH y GABA-transaminasas" (PDF) . Revista de epilepsia pediátrica . 3 (4): 217–227. doi : 10.3233 / PEP-14097 . PMC 4256671 . PMID 25485164 .
enlaces externos
- 4-aminobutirato + transaminasa en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- Pearl PL, Parviz M, Hodgeman R, Gibson KM, Reimschisel T (2015). "Deficiencia de GABA-transaminasas" . MedLink Neurology .