Homocitrulina


La L - homocitrulina es un aminoácido y un metabolito de la ornitina en el metabolismo de los mamíferos (incluido el humano). El aminoácido se puede detectar en grandes cantidades en la orina de personas con trastornos del ciclo de la urea . En la actualidad, se cree que el agotamiento del suministro de ornitina provoca la acumulación de carbamilfosfato en el ciclo de la urea, que puede ser responsable de la síntesis mejorada de homocitrulina y homoarginina . Ambos aminoácidos se pueden detectar en la orina. El análisis de aminoácidos permite el análisis cuantitativo de estos metabolitos de aminoácidos en fluidos biológicos como orina o sangre..

La homocitrulina es un grupo metileno más largo que la citrulina , pero de estructura similar. El metabolito se genera a partir de un residuo de lisina después de que la lisina reacciona con el cianato . El cianato está presente en el cuerpo humano en equilibrio con la urea. En condiciones fisiológicas, la concentración de urea puede ser demasiado baja para permitir una carbamilación extensa. Sin embargo, se sabe que el proceso de conversión que conduce a la formación de homocitrulina a partir de lisina en proteínas ocurre in vivo. Durante las condiciones de insuficiencia renal , la concentración de urea aumenta y puede ocurrir la carbamilación de muchas proteínas, que pueden detectarse. Se cree que la mayor parte de la carbamilación tiene lugar durante la inflamación cuando la enzima mieloperoxidasase libera de los neutrófilos . Esta enzima convierte el tiocianato en cianato. Los niveles elevados de cianato pueden ahora carbamilar residuos de lisina.

La mieloperoxidasa liberada por los neutrófilos convierte el tiocianato en cianato, que carbamila los residuos de lisina para formar homocitrulina. El tiocianato (SCN - ) es un pseudohaluro natural que se encuentra en fuentes dietéticas. La mieloperoxidasa puede usar SCN - como cosustrato junto con peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) para formar cianato. En pacientes con disfunción renal, la urea está elevada. La urea está en equilibrio con el cianato y el isocianato. La carbamilación de grupos amino nucleofílicos, por ejemplo, residuos de lisina, puede modificar las estructuras de las proteínas y finalmente causar disfunciones metabólicas.

Se ha sugerido que la homocitrulina es un antígeno de confusión para los anticuerpos contra la artritis reumatoide que se dirigen a proteínas / péptidos citrulinados . [1] Se han encontrado anticuerpos que se unen a secuencias que contienen homocitrulina en el suero de pacientes con artritis reumatoide [2] [3] Más recientemente, se ha demostrado que las proteínas que contienen homocitrulina están presentes en las articulaciones con artritis reumatoide (AR). [4] En roedores, pueden afectar la activación de células T y posiblemente la formación de autoanticuerpos, y posiblemente también en humanos.

En otro trastorno metabólico, en el síndrome de hiperornitinemia-hiperamonemia-homocitrulinuria (HHH), descrito por primera vez en 1969, los niveles de ornitina pueden elevarse de cinco a diez veces en comparación con los niveles normales. Además, en este síndrome, los niveles de alanina , ácido orótico y homocitrulina también pueden estar elevados. En personas con hiperamonemia, el ácido orótico y la homocitrulina parecen estar elevados de forma crónica después de una dieta rica en proteínas, pero pueden ser normales en ayunas.

El trastorno metabólico, la intolerancia a la proteína lisinúrica, es causado por la incapacidad del cuerpo para digerir y utilizar ciertos componentes proteicos o aminoácidos. Estos son lisina, arginina y ornitina. Estos aminoácidos se encuentran en muchos alimentos ricos en proteínas. Dado que en este trastorno el cuerpo humano no puede descomponer de manera efectiva estos aminoácidos, las personas generalmente experimentan náuseas y vómitos después de ingerir alimentos ricos en proteínas. Las características asociadas de esta intolerancia a las proteínas pueden incluir agrandamiento del hígado y el bazo , baja estatura, debilidad muscular, deterioro de la función inmunológica y huesos progresivamente frágiles que son propensos a fracturas y un trastorno pulmonar llamado proteinosis alveolar pulmonar.también puede desarrollarse. Además, la acumulación de aminoácidos en los riñones puede causar enfermedad renal en etapa terminal (ESRD). En la ESRD, los riñones ya no pueden filtrar los líquidos y productos de desecho del cuerpo de manera eficaz.


Modelos estructurales de homocitrulina. A: estructura química; B: modelo de varilla, energía minimizada; C: modelo de llenado de espacios.
Carbamilación de lisina.