• actividad metiltransferasa • actividad de transferasa • unión de nucleótidos • actividad homodimerización proteína • ácido fólico unión • actividad timidilato sintasa • unión de drogas • unión mRNA • actividad represora traducción, la unión de ARNm elemento regulador • -específica de la secuencia de ARNm de unión
• respuesta a citoquinas • nucleótidos proceso biosintético • DNA proceso biosintético • respuesta a compuesto orgánico cíclico • respuesta a la progesterona • tetrahidrofolato interconversión • envejecimiento • respuesta a glucocorticoides • regulación de la transcripción implicado en la transición G1 / S del ciclo celular mitótico • proceso biosintético dTTP • proceso metabólico del tetrahidrofolato • respuesta a la vitamina A • desarrollo del cartílago • metilación • crecimiento del desarrollo • respuesta a organofosforado • ritmo circadiano • uracilo proceso metabólico • proceso biosintético dTMP • intestinal epitelial maduración de las células • proceso metabólico dUMP • respuesta al ácido fólico • respuesta a etanol • respuesta a sustancia tóxica • respuesta a drogas • pirimidina nucleobase proceso metabólico • regulación de la traducción • Regeneración del hígado • Interconversión de moléculas pequeñas que contienen nucleobase • Regulación negativa de la traducción
Fuentes: Amigo / QuickGO
Ortólogos
Especies
Humano
Ratón
Entrez
7298
22171
Ensembl
ENSG00000176890
ENSMUSG00000025747
UniProt
P04818 Q53Y97
P07607
RefSeq (ARNm)
NM_001071 NM_001354867 NM_001354868
NM_021288
RefSeq (proteína)
NP_001062 NP_001341796 NP_001341797 NP_001062.1
NP_067263
Ubicación (UCSC)
Cr 18: 0,66 - 0,67 Mb
Crónicas 5: 30.06 - 30.07 Mb
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timidilato sintasa
Identificadores
CE no.
2.1.1.45
No CAS.
9031-61-2
Bases de datos
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proteinas
Timidilato sintasa
Identificadores
Símbolo
Thymidylat_synt
Pfam
PF00303
InterPro
IPR000398
PROSITE
PDOC00086
SCOP2
1tys / SCOPe / SUPFAM
Estructuras proteicas disponibles:
Pfam
estructuras / ECOD
PDB
RCSB PDB ; PDBe ; PDBj
PDBsum
resumen de estructura
La timidilato sintasa (TS) ( EC 2.1.1.45 ) [5] es una enzima que cataliza la conversión de monofosfato de desoxiuridina (dUMP) en monofosfato de desoxitimidina (dTMP). La timidina es uno de los nucleótidos del ADN. Con la inhibición de TS, surge un desequilibrio de desoxinucleótidos y niveles aumentados de dUMP . Ambos causan daño al ADN. [6] [7]
Contenido
1 función
2 Importancia clínica
3 Uso de TS como objetivo farmacológico
4 Mapa de ruta interactivo
5 Descripción del mecanismo
6 Véase también
7 referencias
8 Lecturas adicionales
9 Enlaces externos
Función
La siguiente reacción es catalizada por timidilato sintasa:
Por medio de metilación reductora , se utilizan juntos monofosfato de desoxiuridina (dUMP) y N5, N10-metilen tetrahidrofolato para formar dTMP, dando dihidrofolato como producto secundario.
Esto proporciona la única vía de novo para la producción de dTMP y es la única enzima en el metabolismo del folato en la que el 5,10-metilentetrahidrofolato se oxida durante la transferencia de un carbono. [8] La enzima es esencial para regular el suministro equilibrado de los 4 precursores del ADN en la replicación normal del ADN: los defectos en la actividad enzimática que afectan el proceso de regulación causan diversas anomalías biológicas y genéticas, como la muerte sin timina. [9] La enzima es un objetivo importante para ciertos fármacos quimioterapéuticos. La timidilato sintasa es una enzima de aproximadamente 30 a 35 k Da en la mayoría de las especies excepto en protozoos y plantas donde existe como una enzima bifuncional que incluye un dominio dihidrofolato reductasa. [8]Un residuo de cisteína está involucrado en el mecanismo catalítico (se une covalentemente al intermedio 5,6-dihidro-dUMP). La secuencia alrededor del sitio activo de esta enzima se conserva desde los fagos hasta los vertebrados.
La timidilato sintasa es inducida por un factor de transcripción LSF / TFCP2 y LSF es un oncogén en el carcinoma hepatocelular . La LSF y la timidilato sintasa desempeñan un papel importante en la proliferación y progresión del cáncer de hígado y en la resistencia a los fármacos. [10]
Significación clínica
La timidilato sintasa (TS) juega un papel crucial en las primeras etapas de la biosíntesis del ADN . [11] El daño o la deleción del ADN ocurren a diario como resultado de factores endógenos y ambientales. Dichos factores ambientales incluyen el daño ultravioleta y el humo del cigarrillo que contienen una variedad de carcinógenos. [12] Por lo tanto, la síntesis e inserción de ADN sano es vital para las funciones corporales normales y para evitar la actividad cancerosa. Además, es importante la inhibición de la síntesis de nucleótidos importantes necesarios para el crecimiento celular. Por esta razón, el ST se ha convertido en un objetivo importante para el tratamiento del cáncer mediante quimioterapia.. La sensibilidad del TS para sucumbir a los inhibidores del TS es una parte clave de su éxito como tratamiento para los cánceres colorrectal, pancreático, ovárico, gástrico y de mama. [11]
Uso de TS como objetivo farmacológico
El uso de inhibidores de TS se ha convertido en un enfoque principal del uso de TS como objetivo farmacológico. El inhibidor más utilizado es el 5-fluorouracilo (5-FU), que actúa como un antimetabolito que inhibe irreversiblemente el TS por unión competitiva. [13] [14] Sin embargo, debido a un nivel bajo de 5-FU que se encuentra en muchos pacientes, se ha descubierto que en combinación con leucovorina (LV), el 5-FU tiene mayor éxito en la regulación a la baja de los mecanismos de progresión tumoral y en el aumento de la inmunidad. actividad del sistema. [15]
Experimentalmente, se ha demostrado que niveles bajos de expresión de TS conducen a una mejor respuesta al 5-FU y mayores tasas de éxito y supervivencia de pacientes con cáncer de colon e hígado. [11] Sin embargo, experimentos adicionales se limitan a afirmar que los niveles de ST pueden estar asociados con el estadio de la enfermedad, la proliferación celular y la diferenciación tumoral para las personas con adenocarcinoma de pulmón, pero los niveles bajos no son necesariamente indicadores de alto éxito. Los niveles de expresión de ARNm de TS pueden ser útiles para predecir el potencial maligno de ciertas células cancerosas, mejorando así los objetivos del tratamiento del cáncer y produciendo tasas de supervivencia más altas entre los pacientes con cáncer [Hashimoto].
La relación de TS con el ciclo celular también contribuye a su uso en el tratamiento del cáncer. Varias quinasas dependientes del ciclo celular y factores de transcripción influyen en los niveles de TS en el ciclo celular que aumentan su actividad durante la fase S pero disminuyen su actividad mientras las células ya no proliferan. [11] De manera autorreguladora, la TS no solo controla su propia traducción, sino la de otras proteínas como la p53 que, a través de la mutación, es la raíz de gran parte del crecimiento tumoral. A través de su traducción, TS tiene una expresión variable en células cancerosas y tumores, lo que conduce a una muerte celular temprana. [14]
Mapa de ruta interactivo
Haga clic en genes, proteínas y metabolitos a continuación para enlazar con los artículos respectivos. [§ 1]
^ El mapa de ruta interactivo se puede editar en WikiPathways: "FluoropyrimidineActivity_WP1601" .
Descripción del mecanismo
Esto muestra la ruta general que toman la timidilato sintasa y sus intermediarios.
En el mecanismo propuesto, TS forma un enlace covalente al sustrato dUMP a través de una adición 1,4 que involucra un nucleófilo de cisteína. El sustrato tetrahidrofolato dona un grupo metilo al carbono alfa mientras reduce el nuevo metilo en dUMP para formar dTMP. [dieciséis]
Esto muestra las intrincadas interacciones de la UMP en el sitio activo de la timidilato sintasa.
Se ha comprobado que la imina formada por reacción con THF y dUMP es un intermedio en la reacción con dUMP a través de mutaciones en la estructura del TS que inhiben la finalización del mecanismo. V316Am TS, un mutante con deleción de valinas C terminales de ambas subunidades, permite la catálisis de deshalogenación de BrdUMP que precede al mecanismo descrito anteriormente y el enlace covalente a THF y dUMP. El TS mutante es incapaz de lograr el cambio conformacional C-terminal necesario para romper los enlaces covalentes para formar dTMP, mostrando así que el mecanismo propuesto es verdadero. La estructura se dedujo mediante cristalografía de rayos X de V316Am TS para ilustrar la estructura completa del homodímero TS (Figura 1). Además, mostró posibles interacciones de 175Arg y 174Arg entre dímeros.Se cree que estas argininas estabilizan las estructuras de UMP dentro de los sitios activos creando enlaces de hidrógeno al grupo fosfato (Figura 2). [Stroud y Finer-Moore][ cita requerida ]
5-FU es un inhibidor de TS. Al entrar en la célula, el 5-fluorouracilo (5-FU) se convierte en una variedad de metabolitos activos, intracelularmente. Uno de esos metabolitos es FdUMP, que se diferencia del dUMP por un flúor en lugar de un hidrógeno en el carbono alfa. FdUMP es capaz de inhibir TS al unirse al sitio de unión de nucleótidos de dUMP. Esta unión competitiva inhibe la función normal de la síntesis de dTMP a partir de dUMP [Longley]. [ cita requerida ] Por lo tanto, el dUMP no puede tener una reacción de eliminación y completar la donación de metilo de THF.
Timidilato sintasa como homodímero
Figura 1. Esta figura muestra el homodímero que es TS. Como puede ver, las columnas vertebrales naranja y verde azulado nunca se conectan ni se entrelazan, pero hay interacciones de cadenas laterales entre los dímeros. En la proteína naranja, puede detectar visiblemente dos cadenas laterales largas que ingresan a la proteína verde azulado (esta se encuentra dentro del círculo amarillo). Las otras partes beige son cadenas laterales que interactúan dentro del sitio activo. Justo debajo del círculo amarillo, puede ver el mismo patrón de cadenas laterales y configuración.
Sitio activo de timidilato sintasa
Figura 2. Esta figura muestra las posibles interacciones del enlace H entre las argininas y la UMP en el sitio activo de la timidilato sintasa. Esto se puede ver por las líneas tenues entre las puntas azules y las puntas rojas. Estas argininas se utilizan para mantener la posición de la molécula de UMP para que la interacción se produzca correctamente. Las dos argininas en la esquina superior derecha que se encuentran una al lado de la otra en la columna vertebral son en realidad de la otra proteína de esta enzima dímera. Esta interacción es una de las muchas fuerzas intermoleculares que mantienen unidas estas dos estructuras terciarias. El soporte amarillo en la región superior-media muestra un enlace de azufre que se forma entre una cadena lateral de cisteína y UMP. Esto mantiene covalentemente la UMP dentro del sitio activo hasta que reacciona para producir TMP.
Ver también
Análogos de pirimidina
Inhibidor de timidilato sintasa
Timidina quinasa
Timidina quinasa en química clínica
Timidilato quinasa
Referencias
^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000176890 - Ensembl , mayo de 2017
^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000025747 - Ensembl , mayo de 2017
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Otras lecturas
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enlaces externos
Timidilato + sintetasa en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
PDBe-KB proporciona una descripción general de toda la información de estructura disponible en el PDB para timidilato sintasa humana
vtmi
Metabolismo : metabolismo de los aminoácidos enzimas de nucleótidos
