Аспартатаминотрансфераза из Escherichia coli, связанная с кофактором пиридоксаль-5-фосфатом. | |||||||||
Идентификаторы | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Номер EC | 2.6.1.1 | ||||||||
Номер CAS | 9000-97-9 | ||||||||
Базы данных | |||||||||
IntEnz | IntEnz view | ||||||||
BRENDA | Запись BRENDA | ||||||||
ExPASy | Обзор NiceZyme | ||||||||
KEGG | Запись KEGG | ||||||||
MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
PRIAM | профиль | ||||||||
PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Генная онтология | AmiGO / QuickGO | ||||||||
|
Аспартаттрансаминаза (AST ) или аспартатаминотрансфераза, также известная как AspAT / ASAT / AAT или (сыворотка) глутаминовая щавелевоуксусная трансаминаза (GOT, SGOT ), представляет собой пиридоксальфосфат (PLP) -зависимый фермент трансаминаза (EC 2.6.1.1 ), который был впервые описан Артуром Карменом и его коллегами в 1954 году. AST катализирует обратимый перенос α-аминогруппы между аспартатом и глутаматом и, как таковой, является важным ферментом в метаболизме аминокислот. АСТ обнаружен в печени, сердце, скелетных мышцах, почках, мозге и красных кровяных тельцах.. Уровень АСТ в сыворотке, уровень АЛТ (аланинтрансаминазы ) и их соотношение (соотношение АСТ / АЛТ ) обычно измеряются клинически как биомаркеры здоровья печени. Тесты являются частью панелей крови.
. Период полувыведения общего AST в кровотоке составляет около 17 часов и в среднем 87 часов для митохондриального AST. Аминотрансфераза выводится в печени.
Аспартаттрансаминаза катализирует взаимное превращение аспартата и α-кетоглутарата в оксалоацетат и глутамат.
L-аспартат (Asp) + α-кетоглутарат ↔ оксалоацетат + L-глутамат (Glu)
Реакция, катализируемая аспартатаминотрансферазойВ качестве прототипа трансаминазы AST полагается на PLP (витамин B6) в качестве кофактора для переноса аминогруппы с аспартата или глутамата на соответствующую кетокислоту. В процессе этого кофактор перемещается между PLP и формой пиридоксаминфосфата (PMP). Перенос аминогруппы, катализируемый этим ферментом, имеет решающее значение как для деградации аминокислот, так и для биосинтеза. При расщеплении аминокислот после превращения α-кетоглутарата в глутамат глутамат впоследствии подвергается окислительному дезаминированию с образованием ионов аммония, которые выделяются в виде мочевины. В обратной реакции аспартат может быть синтезирован из оксалоацетата, который является ключевым промежуточным соединением в цикле лимонной кислоты.
Два изофермента присутствуют в большом количестве эукариот. У людей:
Считается, что эти изоферменты произошли от общего предкового AST посредством дупликации генов, и они имеют гомологию последовательностей приблизительно 45%.
AST также был обнаружен у ряда микроорганизмов, включая E. coli, H. mediterranei и T. термофильный. В E. coli фермент кодируется геном aspC, и было также показано, что он проявляет активность трансаминазы ароматических аминокислот (EC 2.6.1.57 ).
рентгеноструктурные исследования были выполнены для определения структуры аспартаттрансаминазы из различных источников, включая митохондрии курицы, цитозоль сердца свиньи и E. coli. В целом, трехмерная структура полипептидов для всех видов очень похожа. AST представляет собой димер, состоящий из двух идентичных субъединиц, каждая из которых имеет примерно 400 аминокислотных остатков и имеет молекулярную массу примерно 45 кДа. Каждая субъединица состоит из большого и малого домена, а также третьего домена, состоящего из N-концевых остатков 3-14; эти несколько остатков образуют цепь, которая связывает и стабилизирует две субъединицы димера. Большой домен, который включает остатки 48-325, связывает кофактор PLP посредством альдиминовой связи с ε-аминогруппой Lys258. Другие остатки в этом домене - Asp 222 и Tyr 225 - также взаимодействуют с PLP через водородную связь. Малый домен состоит из остатков 15-47 и 326-410 и представляет собой гибкую область, которая смещает фермент из «открытой» в «закрытую» конформацию после связывания субстрата.
Два независимых активных сайта расположены рядом с границей между двумя доменами. Внутри каждого активного сайта пара остатков аргинина отвечает за специфичность фермента для субстратов дикарбоновой кислоты : Arg386 взаимодействует с проксимальной (α-) карбоксилатной группой субстрата, в то время как Arg292 образует комплексы с дистальной (боковой цепью) карбоксилат.
Что касается вторичной структуры, AST содержит как α-, так и β-элементы. Каждый домен имеет центральный лист β-тяжей с α-спиралями, упакованными с обеих сторон.
Аспартаттрансаминаза, как и все трансаминазы, действует посредством распознавания двойного субстрата; то есть он способен распознавать и избирательно связывать две аминокислоты (Asp и Glu) с разными боковыми цепями. В любом случае трансаминазная реакция состоит из двух одинаковых полуреакций, которые составляют то, что называется механизмом пинг-понга. В первой полуреакции аминокислота 1 (например, L-Asp) реагирует с комплексом фермент-PLP с образованием кетокислоты 1 (оксалоацетат) и модифицированного фермента-PMP. Во второй полуреакции кетокислота 2 (α-кетоглутарат) реагирует с ферментом-PMP с образованием аминокислоты 2 (L-Glu), регенерируя в процессе исходный фермент-PLP. Образование рацемического продукта (D-Glu) происходит очень редко.
Конкретные стадии полуреакции фермент-PLP + аспартат ⇌ фермент-PMP + оксалоацетат следующие (см. Рисунок); другая полуреакция (не показана) протекает в обратном порядке с α-кетоглутаратом в качестве субстрата.
Механизм реакции для образования аспартатаминотрансферазыСчитается, что этот механизм имеет несколько этапов, частично определяющих скорость . Однако было показано, что стадия связывания субстрата (трансальдиминирование) способствует ускорению каталитической реакции.
AST аналогичен аланинтрансаминазе (ALT) в что оба фермента связаны с паренхиматозными клетками печени. Разница в том, что АЛТ обнаруживается преимущественно в печени, с клинически незначительными количествами в почках, сердце и скелетных мышцах, в то время как АСТ обнаруживается в печени, сердце (сердечная мышца ), скелетных мышцах, почки, мозг и красные кровяные тельца. В результате АЛТ является более специфическим индикатором воспаления печени , чем АСТ, поскольку АСТ может быть повышен также при заболеваниях, поражающих другие органы, таких как инфаркт миокарда, острый панкреатит., острый гемолитическая анемия, тяжелые ожоги, острой почечной болезни, опорно-двигательного аппарата заболевания и травмы.
АСТ был определен в качестве биохимического маркера для диагностики острый инфаркт миокарда в 1954 году. Однако использование AST для такого диагноза теперь излишне и заменено сердечными тропонинами.
AST обычно измеряется клинически как часть диагностических тестов функции печени, чтобы определить здоровье печени. Однако важно помнить, что источник AST (и, в меньшей степени, ALT) в анализах крови может отражать патологию в органах, отличных от печени. Фактически, когда АСТ выше, чем АЛТ, следует рассматривать мышечный источник этих ферментов. Например, воспаление мышц из-за дерматомиозита может вызвать AST>ALT. Это хорошее напоминание о том, что АСТ и АЛТ не являются хорошими показателями функции печени, потому что они ненадежно отражают синтетические способности печени и могут поступать из других тканей, кроме печени (например, мышц).
Лабораторные тесты всегда следует интерпретировать с использованием эталонного диапазона из лаборатории, проводившей тест. Примеры референсных диапазонов показаны ниже:
Тип пациента | Референсные диапазоны |
Мужской | 8–40 МЕ / л |
Женский | 6–34 МЕ / л |
На Викискладе есть медиафайлы, связанные с Аспартат-трансаминазой. |