La N-acetilserotonina O-metiltransferasa , también conocida como ASMT , es una enzima que cataliza la reacción final en la biosíntesis de melatonina : convertir la normelatonina en melatonina. Esta reacción está incrustada en la vía más general del metabolismo del triptófano . La enzima también cataliza una segunda reacción en el metabolismo del triptófano: la conversión de 5-hidroxi-indolacetato en 5-metoxi-indolacetato . La otra enzima que cataliza esta reacción es la proteína similar a la n-acetilserotonina-o-metiltransferasa . [3]
acetilserotonina O-metiltransferasa | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
CE no. | 2.1.1.4 | |||||||
No CAS. | 9029-77-0 | |||||||
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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ASMT | |||||||||||||||||||||||||
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Identificadores | |||||||||||||||||||||||||
Alias | ASMT , ASMTY, HIOMT, HIOMTY, acetilserotonina O-metiltransferasa | ||||||||||||||||||||||||
Identificaciones externas | MIM : 402500 , 300015 HomoloGene : 48261 GeneCards : ASMT | ||||||||||||||||||||||||
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Ortólogos | |||||||||||||||||||||||||
Especies | Humano | Ratón | |||||||||||||||||||||||
Entrez |
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Ubicación (UCSC) | Cr X: 1,62 - 1,64 Mb | n / A | |||||||||||||||||||||||
Búsqueda en PubMed | [2] | n / A | |||||||||||||||||||||||
Wikidata | |||||||||||||||||||||||||
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En los seres humanos, la enzima ASMT está codificada por el gen ASMT pseudoautosómico . Existe una copia cerca de las tapas de extremo de los brazos cortos de tanto el cromosoma X y el cromosoma Y . [4] [5]
Estructura y ubicación de genes
La N-acetilserotonina O-metiltransferasa es una enzima codificada por genes ubicados en la región pseudoautosomal del cromosoma X e Y, y se encuentra con mayor abundancia en la glándula pineal y la retina de los seres humanos. [6] Aunque la estructura exacta de la N-acetilserotonina O-metiltransferasa aún no se ha determinado mediante difracción de rayos X , la estructura cristalina del dominio Maf de la proteína similar a la N-acetilserotonina O-metiltransferasa humana ha sido encontró. [7]
Clase de enzima y función
La N-acetilserotonina O-metiltransferasa se puede clasificar en tres tipos de grupos funcionales enzimáticos: transferasas , transmisores de grupos de un carbono y metiltransferasas . [8]
Cataliza dos reacciones en la vía del metabolismo del triptófano , y ambas se remontan a la serotonina . La serotonina tiene muchos destinos en esta vía, y la N-acetilserotonina O-metiltransferasa cataliza reacciones en dos de estos destinos. La enzima se ha estudiado más por su catálisis del paso final de la vía de la serotonina a la melatonina, pero también cataliza una de las reacciones en el proceso de muchos pasos de serotonina → 5-metoxi-indolacetato.
Sinónimos
Los sinónimos de N-acetilserotonina O-metiltransferasa son hidroxiindol O-metiltransferasa (HIOMT), acetilserotonina O-metiltransferasa (ASMT), acetilserotonina N-metiltransferasa , acetilserotonina metiltransferasa (cromosoma Y). [8] El sinónimo más utilizado es hidroxiindol O-metiltransferasa (HIOMT).
Organismos
La N-acetilserotonina O-metiltransferasa se encuentra tanto en procariotas como en eucariotas . Se encuentra en las bacterias Rhodopirellula baltica y Chromobacterium violaceum . También se encuentra en los siguientes eucariotas: Gallus gallus (pollo), Bos taurus (vaca), Homo sapiens (humano), Macaca mulatta (mono rhesus) y Rattus norvegicus (rata). [8]
Secuencias de aminoácidos
Bos taurus (ganado) tiene 350 aminoácidos [8] y la secuencia de aminoácidos es:
MCSQEGEGYSLLKEYANAFMVSQVLFAACELGVFELLAEALEPLDSAAVSSHLGSSPGD RAATEHLCVPEAAASRREGRKSCVCKHGARQHLPGERQPQVPAGHAAVRGQDRLRLLAP PGEAVREGRNQYLKAFGIPSEELFSAIYRSEDERLQFMQGLQDVWRLEGATVLAAFDLS PFPLICDLGGGSGALAKACVSLYPGCRAIVFDIPGVVQIAKRHFSASEDERISFHEGDF FKDALPEADLYILARVLHDWTDAKCSHLLQRVYRACRTGGGILVIESLLDTDGRGPLTT LLYSLNMLVQTEGRERTPGRSTARSVGPAASETCGDGGRGEPTMLSWPGNQACSV
Para el Homo sapiens (humano) con 373 aminoácidos [8], la secuencia es:
MGSSEDQAYRLLNDYANGFMVSQVLFAACELGVFDLLAEAPGPLDVAAVAAGVRASAHG TELLLDICVSLKLLKVETRGGKAFYRNTELSSDYLTTVSPTSQCSMLKYMGRTSYRCWG HLADAVREGRNQYLETFGVPAEELFTAIYRSEGERLQFMQALQEVWSVNGRSVLTAFDL SVFPLMCDLGGTRIKLETIILSKLSQGQKTKHRVFSLIGGAGALAKECMSLYPGCKITV FDIPEVVWTAKQHFSFQEEEQIDFQEGDFFKDPLPEADLYILARVLHDWADGKCSHLLE RIYHTCKPGGGILVIESLLDEDRRGPLLTQLYSLNMLVQTEGQERTPTHYHMLLSSAGF RDFQFKKTGAIYDAILARK
Splicing alternativo
El gen HOIMT humano tiene aproximadamente 35 kb de longitud y contiene 9-10 exones . El gen puede empalmarse alternativamente para formar al menos tres posibles isoformas , aunque cada una de estas isoformas tiene el mismo papel en la biosíntesis de la melatonina. También se ha encontrado que el gen contiene múltiples regiones promotoras, una indicación de que existen múltiples mecanismos de regulación. [5]
Expresión en células inmunes
Estudios recientes encontraron transcripciones de ARN mensajero (ARNm) del gen HOIMT en linfocitos B , linfocitos T auxiliares , linfocitos T citotóxicos y linfocitos asesinos naturales en humanos. Este hallazgo, junto con la investigación sobre el corte y empalme alternativo del ARNh de HOIMT , sugiere que la hidroxiindol O-metiltransferasa (sinónimo de N-acetilserotonina O-metiltransferasa ) desempeña un papel en el sistema inmunológico humano, además de sus funciones endocrinas y del sistema nervioso. En otras palabras, el gen puede expresarse en varias isoformas en diferentes células del cuerpo. [9]
Reacciones catalizadas
En la vía del metabolismo del triptófano, la N-acetilserotonina O-metiltransferasa cataliza dos reacciones separadas. La primera reacción que se muestra (Figura 2) es la reacción de N-acetil-serotonina a N-acetil-5-metoxi-triptamina. La S-adenosil-L-metionina se usa como sustrato y se convierte en S-adenosil-L-homocisteína. [10] Figura 2 : Reacción catalizada por N-acetilserotonina O-metiltransferasa
La Figura 3 es la misma reacción que la anterior, pero la figura proporciona una imagen más clara de cómo el reactivo procede al producto usando N-acetilserotonina O-metiltransferasa además del sustrato. [8]
Figura 3 : Papel de la N-acetilserotonina O-metiltransferasa
La segunda reacción (Figura 4) catalizada por N-acetilserotonina O-metiltransferasa en la vía de metabolismo del triptófano es: S-adenosil-L-metionina + 5-hidroxiindolacetato ↔ S-adenosil-L-homocisteína + 5-metoxiindoleacetato. [8]
Figura 4 : Segunda reacción catalizada por N-acetilserotonina O-metiltransferasa
La Figura 5 es un esquema más general de la vía de reacción de la serotonina a la melatonina. El número 2.1.1.4 se refiere al número de la Comisión de Enzimas (Número CE) para la N-acetilserotonina O-metiltransferasa . Estos dos pasos están integrados en la vía del metabolismo del triptófano altamente involucrada. [11]
Figura 5 : Vía serotonina → melatonina
Implicaciones clínicas
Tumores
Existe evidencia de una alta expresión del gen HIOMT en los tumores del parénquima pineal (PPT). Este hallazgo ha llevado al estudio de la expresión génica variable como marcador de diagnóstico para tales tumores. Los niveles anormalmente altos de HIOMT en estas glándulas podrían servir como una indicación de la existencia de PPT en el cerebro. [12]
Desórdenes psiquiátricos
Los niveles de melatonina se usan como un marcador de rasgo para los trastornos del estado de ánimo, lo que significa que los niveles anormales de melatonina se pueden usar junto con otros criterios de diagnóstico para determinar si existe un trastorno del estado de ánimo (por ejemplo , trastorno afectivo estacional , trastorno bipolar o trastorno depresivo mayor ). Los niveles de melatonina también se pueden utilizar como marcador de estado, lo que contribuye a sacar conclusiones sobre la gravedad de la enfermedad de un paciente en un momento determinado. Debido a que los estudios han demostrado una correlación directa entre la cantidad de hidroxiindol-O-metiltransferasa en la glándula pineal y el nivel de melatonina, el conocimiento adicional de HIOMT podría proporcionar información valiosa sobre la naturaleza y la aparición de estos trastornos deteriorantes. [13]
Trastornos del desarrollo
Se encontró que los sujetos con autismo tenían niveles significativamente más bajos de melatonina y acetilserotonina O-metiltransferasa (ASMT) que los controles. [14]
Análisis de vinculación
Existe polimorfismo de alta frecuencia en la región PAR de los cromosomas sexuales, donde se encuentra el gen HIOMT. El análisis de ligamiento de un locus enfermo con polimorfismo de alta frecuencia de esta región podría conducir a información vital sobre el papel de este gen en los trastornos genéticos. [15]
Investigación adicional
HIOMT como reactivo limitante en la vía biosintética de la melatonina
Ha habido cierta controversia sobre el poder regulador de la hidroxiindol-O-metiltransferasa en la producción de melatonina. En 2001, se argumentó que otra enzima en la vía, la N-acetil transferasa (NAT) era el reactivo limitante en la producción de melatonina. [16] Sin embargo, hallazgos recientes han sugerido que HIOMT, no NAT, es el reactivo limitante, y se ha demostrado que existe una correlación directa entre la expresión de HIOMT y los niveles de melatonina. [17]
Ver también
- Metiltransferasa
Referencias
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Otras lecturas
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enlaces externos
- Acetilserotonina + N-metiltransferasa en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- ASMTL + proteína, + humano en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- Ubicación del genoma humano ASMT y página de detalles del gen ASMT en UCSC Genome Browser .