Aminoácido aromático hidroxilasa dependiente de biopterina

Estructura cristalina del complejo ternario formado por el dominio catalítico de la fenilalanina hidroxilasa (Fe(II)) acomplejada con tetrahidrobiopterina y norleucina
Identificadores
Símbolo	Biopterin_H
Pfam	PF00351
InterPro	IPR019774
PROSITE	PDOC00316
SCOP	1toh
CDD	cd00361

Las aminoácido aromático hidroxilasas dependientes de biopterina (AAAH) son una familia de enzimas hidroxilasas que actúan sobre aminoácidos aromáticos entre las que se incluye la fenilalanina 4-hidroxilasa (EC 1.14.16.1), tirosina 3-hidroxilasa (EC 1.14.16.2), y triptófano 5-hidroxilasa (EC 1.14.16.4). Estas enzimas actúan principalmente hidroxilando a los aminoácidos L-fenilalanina, L-tirosina, y L-triptófano, respectivamente.

Las enzimas AAAH son proteínas que se encuentran funcional y estructuralmente relacionadas, y actúan como pasos catalíticos limitantes de velocidad en importantes rutas metabólicas.[1]​ Cada una de estas enzimas AAAH contiene hierro y cataliza la hidroxilación directamente sobre el anillo aromático de un aminoácido utilizando tetrahidrobiopterina (BH4) como sustrato. Las enzimas AAAH se regulan por fosforilación en una serina de su dominio N-terminal.

Papel en el metabolismo

En humanos, la deficiencia de fenilalanina hidroxilasa puede provocar fenilcetonuria, el más común entre los errores innatos del metabolismo de los aminoácidos.[2]​ La fenilalanina hidroxilasa cataliza la conversión de L-fenilalanina a L-tirosina. La tirosina hidroxilasa cataliza el paso limitante en velocidad en la biosíntesis de las catecolaminas: la conversión de L-tirosina en L-DOPA. En forma similar, la triptófano hidroxilasa cataliza el paso limitante de velocidad en la biosíntesis de serotonina: la conversión de L-triptófano a 5-hidroxi-L-triptófano.

Ruta de biosíntesis de las catecolaminas y aminas traza en el cerebro humano[3]​[4]​[5]​

L-Fenilalanina

L-Tirosina

L-DOPA

Adrenalina

Feniletilamina

p-Tiramina

Dopamina

Noradrenalina

N-Metilfeniletilamina

N-Metiltiramina

p-Octopamina

Sinefrina

3-Metoxitiramina

AADC

AADC

AADC

vía
principal

PNMT

PNMT

PNMT

PNMT

AAAH

AAAH

CYP2D6
cerebral

vía
secundaria

COMT

DBH

DBH

La imagen superior contiene enlaces cliqueables

En humanos, las catecolaminas y aminas traza fenetilaminérgicas derivan del aminoácido L-fenilalanina.

Estructura

Se ha sugerido que las enzimas AAAH contienen una secuencia conservada en su dominio catalítico (C) C-terminal y un dominio regulatorio (R) en el extremo N-terminal no relacionado. Es posible que el dominio proteico R surgiera a partir de genes que fueron reclutados de diferentes fuentes para combinarse con el gen común del núcleo catalítico (C). Es decir, que al combinar el mismo dominio C, las proteínas adquirieron las propiedades regulatorias únicas de los diferentes dominios R por separado.

Referencias

1. Grenett HE, Ledley FD, Reed LL, Woo SL (August 1987). «Full-length cDNA for rabbit tryptophan hydroxylase: functional domains and evolution of aromatic amino acid hydroxylases». Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 84 (16): 5530-4. PMC 298896. PMID 3475690. doi:10.1073/pnas.84.16.5530. 
2. Erlandsen H, Fusetti F, Martinez A, Hough E, Flatmark T, Stevens RC (December 1997). «Crystal structure of the catalytic domain of human phenylalanine hydroxylase reveals the structural basis for phenylketonuria». Nat. Struct. Biol. 4 (12): 995-1000. PMID 9406548. doi:10.1038/nsb1297-995. 
3. Broadley KJ (March 2010). «The vascular effects of trace amines and amphetamines». Pharmacol. Ther. 125 (3): 363-375. PMID 19948186. doi:10.1016/j.pharmthera.2009.11.005. 
4. Lindemann L, Hoener MC (May 2005). «A renaissance in trace amines inspired by a novel GPCR family». Trends Pharmacol. Sci. 26 (5): 274-281. PMID 15860375. doi:10.1016/j.tips.2005.03.007. 
5. Wang X, Li J, Dong G, Yue J (February 2014). «The endogenous substrates of brain CYP2D». Eur. J. Pharmacol. 724: 211-218. PMID 24374199. doi:10.1016/j.ejphar.2013.12.025. 

• Datos: Q4915225