Triptófano hidroxilasa

Clase de enzimas

La triptófano hidroxilasa ( TPH ) es una enzima ( EC 1.14.16.4) que participa en la síntesis del neurotransmisor monoamino serotonina . La tirosina hidroxilasa , la fenilalanina hidroxilasa y la triptófano hidroxilasa constituyen juntas la familia de las hidroxilasas de aminoácidos aromáticos dependientes de biopterina . La TPH cataliza la siguiente reacción química

L- triptófano + tetrahidrobiopterina + O ₂ 5-Hidroxitriptófano + dihidrobiopterina + H ₂ O ${\displaystyle \rightleftharpoons }$

Emplea un cofactor adicional , el hierro .

Función

Es responsable de la adición del grupo -OH ( hidroxilación ) a la posición 5 para formar el aminoácido 5-hidroxitriptófano (5-HTP), que es el paso inicial y limitante en la velocidad de síntesis del neurotransmisor serotonina. También es la primera enzima en la síntesis de melatonina.

La triptófano hidroxilasa (TPH), la tirosina hidroxilasa (TH) y la fenilalanina hidroxilasa (PAH) son miembros de una superfamilia de hidroxilasas de aminoácidos aromáticos , que catalizan pasos clave en vías metabólicas importantes. ^[1] De manera análoga a la fenilalanina hidroxilasa y la tirosina hidroxilasa , esta enzima utiliza (6R)-L-eritro-5,6,7,8- tetrahidrobiopterina (BH ₄ ) y dioxígeno como cofactores. ^[2]

En los seres humanos, la estimulación de la producción de serotonina mediante la administración de triptófano tiene un efecto antidepresivo ^{[3] [4]} y la inhibición de la triptófano hidroxilasa (por ejemplo, por p-clorofenilalanina ) puede precipitar la depresión. ^[5]

La actividad de la triptófano hidroxilasa (es decir, la velocidad a la que convierte el L-triptófano en el precursor de la serotonina L-5-hidroxitriptófano) puede aumentar cuando sufre fosforilación . La proteína quinasa A , por ejemplo, puede fosforilar la triptófano hidroxilasa, aumentando así su actividad.

Isoformas

En los seres humanos, así como en otros mamíferos, existen dos genes TPH distintos. En los seres humanos, estos genes se encuentran en los cromosomas 11 y 12 y codifican dos enzimas homólogas diferentes, TPH1 y TPH2 (identidad de secuencia del 71 %). ^[6]

• La TPH1 se expresa principalmente en tejidos que expresan serotonina (un neurotransmisor) en la periferia ( piel , intestino , glándula pineal ), pero también se expresa en el sistema nervioso central.
• Por otra parte, TPH2 se expresa exclusivamente en tipos de células neuronales y es la isoforma predominante en el sistema nervioso central .

Imágenes adicionales

• 
  La vía de síntesis de serotonina a partir del triptófano
• 
  Vía metabólica del triptófano a la serotonina

Véase también

• Portal de biología

Referencias

1. McKinney J, Teigen K, Frøystein NA, Salaün C, Knappskog PM, Haavik J, Martínez A (diciembre de 2001). "Conformación del sustrato y del cofactor pterina unidos a la triptófano hidroxilasa humana. Papel importante de Phe313 en la especificidad del sustrato" (PDF) . Bioquímica . 40 (51): 15591–601. doi :10.1021/bi015722x. PMID  11747434. Archivado desde el original (PDF) el 17 de diciembre de 2008.
2. "tetrahidrobiopterina". Bases de datos BH4 . BH4.org. 2005. Archivado desde el original el 6 de diciembre de 2006.
3. Lindseth G, Helland B, Caspers J (abril de 2015). "Los efectos del triptófano dietético en los trastornos afectivos". Archivos de enfermería psiquiátrica . 29 (2): 102–7. doi :10.1016/j.apnu.2014.11.008. PMC 4393508 . PMID  25858202. 
4. Coppen A, Shaw DM, Herzberg B, Maggs R (diciembre de 1967). "Triptófano en el tratamiento de la depresión". Lancet . Publicado originalmente como Volumen 2, Número 7527. 2 (7527): 1178–80. doi :10.1016/s0140-6736(67)91894-6. PMID  4168381.
5. Wang L, Erlandsen H, Haavik J, Knappskog PM, Stevens RC (octubre de 2002). "Estructura tridimensional de la triptófano hidroxilasa humana y sus implicaciones para la biosíntesis de los neurotransmisores serotonina y melatonina". Biochemistry . 41 (42): 12569–74. doi :10.1021/bi026561f. PMID  12379098.
6. Walther DJ, Bader M (noviembre de 2003). "Una isoforma única de la triptófano hidroxilasa central". Farmacología bioquímica . 66 (9): 1673–80. doi :10.1016/S0006-2952(03)00556-2. PMID  14563478.

Lectura adicional

• Friedman PA, Kappelman AH, Kaufman S (julio de 1972). "Purificación parcial y caracterización de la triptófano hidroxilasa del rombencéfalo de conejo". The Journal of Biological Chemistry . 247 (13): 4165–73. doi : 10.1016/S0021-9258(19)45055-2 . PMID  4402511.
• Hamon M, Bourgoin S, Artaud F, Glowinski J (noviembre de 1979). "El papel de la 5-HT intraneuronal y de la activación de la triptófano hidroxilasa en el control de la síntesis de 5-HT en cortes de cerebro de rata incubados en un medio enriquecido con K+". Journal of Neurochemistry . 33 (5): 1031–42. doi :10.1111/j.1471-4159.1979.tb05239.x. PMID  315449. S2CID  12415965.
• Ichiyama A, Nakamura S, Nishizuka Y, Hayaishi O (abril de 1970). "Estudios enzimáticos sobre la biosíntesis de serotonina en el cerebro de los mamíferos". The Journal of Biological Chemistry . 245 (7): 1699–709. doi : 10.1016/S0021-9258(19)77149-X . PMID  5309585.
• Jequier E, Robinson DS, Lovenberg W, Sjoerdsma A (mayo de 1969). "Estudios adicionales sobre la triptófano hidroxilasa en el tronco encefálico de la rata y la glándula pineal de la res". Farmacología bioquímica . 18 (5): 1071–81. doi :10.1016/0006-2952(69)90111-7. PMID  5789774.
• Wang L, Erlandsen H, Haavik J, Knappskog PM, Stevens RC (octubre de 2002). "Estructura tridimensional de la triptófano hidroxilasa humana y sus implicaciones para la biosíntesis de los neurotransmisores serotonina y melatonina". Biochemistry . 41 (42): 12569–74. doi :10.1021/bi026561f. PMID  12379098.
• Windahl MS, Petersen CR, Christensen HE, Harris P (noviembre de 2008). "Estructura cristalina de la triptófano hidroxilasa con sustrato de aminoácido unido". Bioquímica . 47 (46): 12087–94. doi :10.1021/bi8015263. PMID  18937498.

Enlaces externos

• Triptófano + hidroxilasa en los encabezados de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
• Véase también triptófano hidroxilasa en Proteopedia