Säure-Synthetase

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Einführungen

Acid Synthase, auch bekannt als Adenosuccinat-Synthase (ADSS), ist ein Enzym, das eine Schlüsselrolle im Metabolismus von Purinnukleotiden spielt. Acid Synthase katalysiert die Umwandlung von Inosinmonophosphat (IMP) und Aspartat zu Adenosuccinat und dann zu Adenosinmonophosphat (AMP). Dieser Prozess ist entscheidend für die Synthese von Purinnukleotiden, die die Bausteine von DNA und RNA sind.

Struktur

Acid Synthase besteht aus zwei Untereinheiten: einer größeren katalytischen Untereinheit und einer kleineren regulatorischen Untereinheit. Die katalytische Untereinheit enthält zwei funktionale Domänen: die N-terminale Glutamin-Amidotransferase (GAT) Domäne und die C-terminale Adenylat-Synthase (AS) Domäne. Die GAT-Domäne hydrolysiert Glutamin, um Ammoniak zu produzieren, das für die Bildung des Purinrings erforderlich ist. Die AS-Domäne verwendet dann das von der GAT-Domäne produzierte Ammoniak, um Adenylat aus IMP und Aspartat zu synthetisieren. Die regulatorische Untereinheit interagiert mit der katalytischen Untereinheit, um deren Konformation zu stabilisieren und ihre Aktivität zu regulieren.

Funktion

Acid Synthase ist entscheidend für die de novo Synthese von Purinnukleotiden. Purinnukleotide sind für die DNA- und RNA-Synthese sowie für den Energiestoffwechsel und die Zellkommunikation unerlässlich. Bei Menschen können Defekte in Acid Synthasen zu einer Vielzahl von Krankheiten führen, einschließlich neurologischer und entwicklungsbedingter Anomalien, Immundefizienzen und Krebs. Darüber hinaus wird angenommen, dass Acid Synthase an der Pathogenese mehrerer Krankheiten beteiligt ist, einschließlich Gicht, Lesch-Nyhan-Syndrom und Autismus-Spektrum-Störungen.

Anwendungen

Acid Synthasen haben ein breites Anwendungsspektrum in der Grundlagen- und angewandten Forschung:

• Im Bereich der Arzneimittelentdeckung sind Acid Synthasen Ziele mehrerer Klassen von Arzneimitteln, einschließlich Antikrebsmittel, antivirale Mittel und Immunsuppressiva.
• Neben ihrer Verwendung in der Arzneimittelentdeckung wurde Acid Synthase als diagnostischer Marker für mehrere Krankheiten verwendet. Zum Beispiel wurden erhöhte Werte von Acid Synthase bei mehreren Krebsarten, einschließlich Brust-, Prostata- und Lungenkrebs, beobachtet.
• Die Aktivität von Acid Synthase wurde als potenzieller Biomarker für die Diagnose und Prognose von Autismus-Spektrum-Störungen vorgeschlagen.

Schlussfolgerung

Acid Synthase ist ein Schlüsselenzym, das eine entscheidende Rolle bei der ab initio Synthese von Purinnukleotiden spielt, die für die DNA- und RNA-Synthese, den Energiestoffwechsel und die zelluläre Signalübertragung unerlässlich sind. Defekte in Acid Synthasen können zu einer Vielzahl von Krankheiten führen, einschließlich neurologischer und entwicklungsbedingter Anomalien, Immundefizienzen und Krebs. Acid Synthasen haben ein breites Anwendungsspektrum in der Grundlagen- und angewandten Forschung, einschließlich Arzneimittelentdeckung und Krankheitsdiagnose. Mit weiterer Forschung haben Acid Synthasen das Potenzial, wertvolle Ziele für die Entwicklung neuer Therapien und diagnostischer Werkzeuge für eine Vielzahl von Krankheiten zu werden.

Klinische Bedeutung

• Lesch-Nyhan-Syndrom: Defekte in der ADSS-Enzymaktivität sind mit dem Lesch-Nyhan-Syndrom assoziiert, einer seltenen genetischen Störung, die durch neurologische Symptome, Verhaltensprobleme und Überproduktion von Harnsäure gekennzeichnet ist.
• Krebs: Eine erhöhte Expression von ADSS wurde bei mehreren Krebsarten, einschließlich Brust-, Prostata- und Lungenkrebs, beobachtet.
• Autismus-Spektrum-Störungen (ASD): Neueste Studien haben gezeigt, dass die ADSS-Aktivität in den Gehirnen von Personen mit ASD signifikant erhöht ist. Die ADSS-Aktivität könnte als diagnostischer und prognostischer Marker für ASD dienen.