La enzima fue descrita por primera vez por Blumenstein y Williams (1960) en hígado de cobayo. [8] Sin embargo, esta enzima no fue purificada hasta 1972 en hígado de conejo por Kerr. [9] En 1984, Cook y Wagner demostraron que una proteína de unión al folato citosólico del hígado es idéntica a la GNMT. [10] El gen GMNT humano fue clonado en 2000 por Chen y colaboradores. [6]
La GNMT es una enzima abundante en el citosol hepático y consta del 0,9 % al 3 % de la proteína soluble presente en el hígado. [11] Además del hígado, la actividad de GNMT se ha encontrado en varios otros tejidos, incluidos el páncreas y el riñón. [9] La GNMT es más abundante en la región periportal del hígado y el tejido exocrino del páncreas. [11] Las proteínas GNMT se localizan en tejidos que están activamente en secreción, como los túbulos renales proximales, las glándulas submaxilares y la mucosa intestinal. [11] La GNMT también se expresa en varias neuronas presentes en la corteza cerebral, el hipocampo, la sustancia negra y el cerebelo. [12] La presencia de GNMT en estas células sugiere que esta enzima puede desempeñar un papel en la secreción.
Las propiedades de la proteína GNMT de conejos, ratas y humanos, ya sea purificada de hígado/páncreas o expresada en Escherichia coli, se han caracterizado bien. Todos los GNMT tienen propiedades cinéticas y moleculares muy similares. [11] [13] [14] [15] [16] La comparación de las secuencias de proteínas y ADNc de GNMT de humanos, conejos, cerdos y ratas muestra similitudes de más del 84 % a nivel de nucleótidos y alrededor del 90 % a nivel de aminoácidos. . Todos los GNMT son tetrámeros de 130 kDa que constan de cuatro subunidades idénticas, cada una con una Mr de 32 kDa. [15] Se ha resuelto la estructura de los GNMT recombinantes de rata, ratón y humano. [17] [18]Las cuatro subunidades casi esféricas están dispuestas para formar un tetrámero plano y cuadrado con un gran agujero en el centro. Los sitios activos están ubicados en el centro cercano de cada subunidad.
La glicina N-metiltransferasa cataliza la síntesis de N-metilglicina ( sarcosina ) a partir de glicina utilizando S-adenosilmetionina (SAM) (AdoMet) como donante de metilo . GNMT actúa como una enzima para regular la proporción de S-adenosilmetionina (SAM) a S-adenosilhomocisteína (SAH) (AdoHcy) [19] y participa en la vía de desintoxicación en las células hepáticas. [7] GNMT compite con tRNA methyltransferases para SAM y el producto, S-adenosylhomocisteína (SAH), es un potente inhibidor de tRNA methyltransferases y un inhibidor relativamente débil de GNMT. [9] GNMT regula los niveles relativos de SAM y SAH. Dado que SAM es el donante de metilo para casi todas las reacciones de metilación celular. [19]Por lo tanto, es probable que GNMT regule la capacidad de metilación celular. [19] [20] Un ligando endógeno de GNMT, el 5-metiltetrahidropteroilpentaglutamato (5-CH3-H4PteGIu5) es un potente inhibidor de esta enzima. [21] Por lo tanto, se ha propuesto que GNMT vincule la síntesis de novo de grupos metilo con la proporción de SAM a SAH, que a su vez sirve como puente entre la metionina y el metabolismo de un carbono. [19] [21]
Además de la actividad de la metiltransferasa, la proteína de unión a hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH) 4S y la GNMT son la misma proteína. [22] El sitio catalítico se parece a una canasta molecular, a diferencia de la mayoría de las otras metiltransferasas dependientes de SAM, [17] lo que sugiere que la GNMT puede ser capaz de capturar sustancias químicas no identificadas como parte de un proceso de desintoxicación. Por lo tanto, se ha propuesto que GNMT es una proteína con funcionalidad diversa. [23]
Se ha demostrado que GNMT desintoxica algunos carcinógenos ambientales, como los hidrocarburos poliaromáticos y las aflatoxinas . [24]