La homoserina (también llamada isotreonina) es un α- aminoácido con la fórmula química HO 2 CCH(NH 2 )CH 2 CH 2 OH. La L -homoserina no es uno de los aminoácidos comunes codificados por el ADN. Se diferencia del aminoácido proteinogénico serina por la inserción de una unidad -CH 2 - adicional en la columna vertebral. La homoserina, o su forma lactona , es el producto de la escisión de un péptido con bromuro de cianógeno mediante la degradación de la metionina .
La homoserina es un intermediario en la biosíntesis de tres aminoácidos esenciales : metionina , treonina (un isómero de la homoserina) e isoleucina . [1] Su vía biosintética completa incluye la glucólisis , el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA) o del ácido cítrico (ciclo de Krebs) y la vía metabólica del aspartato. Se forma por dos reducciones de ácido aspártico a través de la intermediación de aspartato semialdehído. [2] Específicamente, la enzima homoserina deshidrogenasa , en asociación con NADPH , cataliza una reacción reversible que interconvierte L -aspartato-4-semialdehído en L -homoserina. Luego, otras dos enzimas, la homoserina quinasa y la homoserina O-succiniltransferasa, utilizan la homoserina como sustrato y producen fosfhomoserina y O -succinil homoserina respectivamente. [3]
Comercialmente, la homoserina puede servir como precursora de la síntesis de isobutanol y 1,4-butanodiol . [4] La homoserina purificada se utiliza en estudios estructurales de enzimas. [5] Además, la homoserina ha desempeñado papeles importantes en estudios para dilucidar la síntesis de péptidos y la síntesis de glicopéptidos de proteoglucanos . [6] Las líneas celulares bacterianas pueden producir grandes cantidades de este aminoácido. [3] [4]
La homoserina se produce a partir de aspartato mediante aspartato-4-semialdehído, que se produce a partir de β-fosfoaspartato. Por acción de las homoserina deshidrogenasas , el semialdehído se convierte en homoserina. [7]
La L -homoserina es un sustrato de la homoserina quinasa , que produce fosfohomoserina (homoserina-fosfato), que la treonina sintasa convierte en L -treonina.
La homoserina se convierte en O -succinil homoserina por la homoserina O-succiniltransferasa , un precursor de la L -metionina. [8]
La homoserina inhibe alostéricamente la aspartato quinasa y la glutamato deshidrogenasa . [3] La glutamato deshidrogenasa convierte reversiblemente el glutamato en α-cetoglutarato y las coberteras de α-cetoglutarato en oxaloacetato a través del ciclo cítrico. La treonina actúa como otro inhibidor alostérico de la aspartato quinasa y la homoserina deshidrogenasa, pero es un inhibidor competitivo de la homoserina quinasa. [8]