Ornitiinidekarboksylaasi

Malli ornitiinidekarboksylaasin rakenteesta

Ornitiinidekarboksylaasi on entsyymi, joka katalysoi polyamiinien biosynteesien ensimmäistä vaihetta. Entsyymin substraatti on ornitiini ja tuotteina muodostuu putreskiinia ja hiilidioksidia. Ornitiinidekarboksylaasi on polyamiinisynteesin nopeuden määräävä entsyymi ja siten tärkeä säätelykohta. Eräitä sen inhibiittoreita tutkitaan muun muassa syöpälääkkeinä. Ornitiinidekarboksylaasin EC-numero on EC 4.1.1.17 ja CAS-numero 9024-60-6.[1][2][3]

Toiminta

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aitotumaisten ornitiinidekarboksylaasi on kooltaan noin 106 kDa, ja se on rakenteeltaan kahdesta keskenään samanlaisesta alayksiköstä koostuva homodimeeri. Aktiivisessa kohdassa kofaktorina toimiva pyridoksaalifosfaatti sitoutuu toisen alayksikön aminohappoketjun N-terminaaliin ja toisen alayksikön C-terminaali toimii substraatin, ornitiinin, sitoutumiskohtana.[2]

Ornitiinidekarboksylaasin eräs lysiiniaminohappo muodostaa aldimiinin eli niin kutsutun Schiffin emäksen pyridoksaalifosfaatin kanssa. Ensimmäisessä vaiheessa ornitiini syrjäyttää lysiinin ja muodostaa aldimiinin pyridoksaalifosfaatin kanssa. Välivaiheesta eliminoituu hiilidioksidi ja muodostuu kinoidivälituote, joka toisiintuu, jolloin muodostuu putkreskiinin ja pyridoksaalifosfaatin aldimiini, josta ne seuraavassa vaiheessa eroavat.[4]

Ornitiinidekarboksylaasin katalysoiman reaktion mekanismi

Ornitiinidekarboksylaasi on tärkeä, koska polyamiineja tarvitaan solujen jakautumisessa. Eliöissä entsyymin aktiivisuutta kontrolloi ornitiinidekarboksylaasin tuotantoon vaikuttavien geenien transkriptio, translaation jälkeinen modifiointi ja inhiboivat yhdisteet. Soluissa putreskiini ja muut polyamiinit ovat suurissa konsentraatioissa entsyymin inhibiittoreita ja lisäksi erityinen ornitiinidekarboksylaasin antitsyymi. Antitsyymi muodostaa kovalenttisen sidoksen ornitiinidekarboksylaasin kanssa ja toimii merkkinä proteasomille hajottaa entsyymi. Tämä on yksi harvoja tilanteita, joissa entsyymin proteolyyttisen hajotuksen käynnistää jokin muu molekyyli kuin ubikitiini.[4][2]

Epätavallisen aktiivinen ornitiinidekarboksylaasin toiminta johtuu usein viruksista, syöpägeeneistä tai karsinogeenien vaikutuksesta. Voimakas entsyymin tuotanto on yhdistetty syöpäkasvaimien muodostumiseen. Tämän vuoksi entsyymin inhibiittoreita käytetään syöpälääkkeinä esimerkiksi rintasyöpäpotilailla, tällainen on esimerkiksi eflornitiini. Eflornitiinin ornitiinikarboksylaasin toimintaa estävän vaikutuksen vuoksi sitä voidaan käyttää myös tiettyjen loisinfektioiden esimerkiksi trypanosomiaasin hoitoon.[2][4][5][6]

Lähteet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  1. ↑ EC 4.1.1.17 - Ornithine decarboxylase BRENDA. Viitattu 05.10.2011. (englanniksi)
  2. ↑ a b c d Jeffrey J. Almrud, Marcos A. Oliveira, Andrew D. Kern, Nick V. Grishin, Margaret A. Phillips & Marvin L. Hackert: Crystal structure of human ornithine decarboxylase at 2.1 A resolution: structural insights to antizyme binding. The Journal of Molecular Biology, 2000, 295. vsk, nro 1, s. 7–16. (englanniksi)
  3. ↑ Teresa K. Attwood,Richard Cammack: Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology, s. 483. Oxford University Press, 2006. ISBN 978-0198529170 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 05.10.2011). (englanniksi)
  4. ↑ a b c Harold B. Brooks & Margaret A. Phillips: Characterization of the Reaction Mechanism for Trypanosoma brucei Ornithine Decarboxylase by Multiwavelength Stopped-Flow Spectroscopy. Biochemistry, 1997, 36. vsk, nro 49, s. 15147–15155. (englanniksi)
  5. ↑ Gary Kelloff,Ernest T. Hawk,Caroline C. Sigman: Cancer chemoprevention, s. 25. Humana Press, 2005. ISBN 978-1-58829-077-9 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 05.10.2011). (englanniksi)
  6. ↑ Satyavan Sharma,Nitya Anand: Approaches to design and synthesis of antiparasitic drugs, s. 341. Elsevier, 1997. ISBN 978-0-444-89476-2 Kirja Googlen teoshaussa (viitattu 05.10.2011). (englanniksi)
Tämä biologiaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.