Karnitin biyosentezi - Carnitine biosynthesis
Karnitin biyosentezi , enerji metabolizması için gerekli olan bir molekül olan L-karnitinin endojen üretimi için bir yöntemdir . Olarak , insanlarda ve diğer hayvanlarda , L-karnitin hem de elde edilen bir diyet tarafından biyosentezi . Karnitin biyosentez yolu, birçok ökaryot ve bazı prokaryotlar arasında oldukça korunmuştur .
L-Karnitin , N ε- trimetililizinden biyosentezlenir . Genel biyosentetik yolda en az dört enzim yer alır. Bunlar, N tr- trimetillisin hidroksilaz , 3-hidroksi- N ε- trimetillisin aldolaz , 4- N- trimetilaminobütiraldehit dehidrojenaz ve but-butirobetain hidroksilazdır .
N ε- Trimetillisin hidroksilaz
L-karnitin ilk enzim biyosentetik yolda olan N ε -trimethyllysine hidroksilaz , bir demir ve 2-oksoglutarat (2OG) -bağımlı oksijenaz da gerektirir askorbat . N ε- trimetillizin hidroksilaz , N ε- trimetillisinin 3-hidroksi- N ε -trimetililisine hidroksilasyon reaksiyonunu katalize eder .
Memelilerde N ε- trimetililizinin kökeni hakkındaki mevcut fikir birliği teorisi , memelilerin karnitin biyosentezi için başlangıç noktası olarak N ε- trimetililisin kalıntılarını içeren proteinlerin lizozomal veya proteazomal bozunmasını kullanmalarıdır . Endojen peptidil olmayan içeren alternatif bir teori biyosentezini de elde edilen kanıtlara dayalı önerilmişti çalışma normal ve yetersiz beslenen besleme içeren insan denekleri ile amino asit lizin . Her ne kadar N ε -trimethyllysine biyosentetik yol içeren N ε -trimethyllysine metil transferaz tam olarak karakterize edilmiştir mantarlar da dahil olmak üzere Neurospora crassa , örneğin biyosentetik yol doğru memelilerde ve insanlarda özelliği olmamıştı. Memelilerde N ε- trimetililizinin kökeni hakkında üçüncü bir teori , biyosentezi içermez, ancak bitkisel gıdalardan doğrudan diyet alımını içerir. Yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) analizi, sebzelerin önemli miktarda N ε- trimetillisin içerdiğini doğrulamıştır .
3-Hidroksi- N ε- trimetillisin aldolaz
L-karnitin biyosentezinin ikinci aşaması, 3-hidroksi- N ε- trimetillisin aldolaz enzimini gerektirir. 3-hidroksi- N ε- trimetillisin aldolaz, piridoksal fosfata bağımlı bir aldolazdır ve 3-hidroksi- N ε -trimetilizinin 4-N-trimetilaminobütiraldehit ve glisin olarak bölünmesini katalize eder .
3-hidroksi- N ε- trimetillizin aldolazın gerçek kimliği belirsizdir ve 3-hidroksi- N ε- trimetilizin aldolazı kodlayan memeli geni tanımlanmamıştır. 3-hidroksi- N ε- trimetililisin aldolaz aktivitesi, hem L-treonin aldolaz hem de serin hidroksimetiltransferazda gösterilmiştir , ancak bunun bu enzimlerin ana katalitik aktivitesi olup olmadığı henüz belirlenmemiştir.
4- N- Trimetilaminobütiraldehit dehidrojenaz
L-karnitin biyosentezi üçüncü enzimdir 4- N -trimethylaminobutyraldehyde dehidrojenaz . 4- N- trimetilaminobütiraldehit dehidrojenaz , NAD + bağımlı bir enzimdir. 4- K -trimethylaminobutyraldehyde dehidrojenaz katalize dehidrojenasyonu 4- K y-butyrobetaine içine -trimethylaminobutyraldehyde.
3-hidroksi-aksine N ε -trimethyllysine aldolaz 4- N -trimethylaminobutyraldehyde dehidrojenaz tanımlanmış ve da dahil olmak üzere bir çok kaynaktan gelen saflaştırılmış sıçan ve Pseudomonas . Bununla birlikte, şimdiye kadar insan 4- N- trimetilaminobütiraldehit dehidrojenaz tanımlanmamıştır. Sıçan 4- N- trimetilaminobütiraldehit dehidrojenaz ve insan aldehit dehidrojenaz 9 arasında hatırı sayılır sekans benzerliği vardır , ancak 4 N- trimetilaminobütiraldehit dehidrojenazın gerçek kimliği hala kurulmamıştır.
γ-Butyrobetaine hidroksilaz
L-karnitin biyosentezinin son aşaması , bir çinko bağlayıcı enzim olan γ-butirobetain hidroksilazdır . Gibi N ε -trimethyllysine hidroksilaz, γ-butyrobetaine hidroksilaz a, 2-oksoglutarat ve demir (II) 'ye bağlı oksijenaz . γ-Butyrobetaine hidroksilaz katalize stereospesifik hidroksilasyon için γ-butyrobetaine arasında L-karnitin .
γ-Butyrobetaine hidroksilaz , biyosentetik yoldaki dört enzim arasında en çok çalışılan enzimdir . Pseudomonas , sıçan , inek , kobay ve insan gibi birçok kaynaktan saflaştırılmıştır . Rekombinant insan γ-butyrobetaine hidroksilaz , Escherichia coli ve baculoviruses sistemleri tarafından da üretilmiştir .
