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Serina racemasa

La serina racemasa (SR, EC 5.1.1.18) es la primera enzima racemasa identificada en biología humana. Esta enzima convierte la L- serina en su forma enantiomérica , D-serina. La D-serina actúa como una molécula de señalización neuronal al activar los receptores NMDA en el cerebro.

Dado que la disfunción de los receptores NMDA se ha sugerido como una de las hipótesis prometedoras para la fisiopatología de la esquizofrenia, se ha demostrado que la subexpresión de esta enzima es un indicador, especialmente para el subtipo paranoide. [5] Se ha demostrado que el tratamiento de la esquizofrenia con D-serina desempeña algún papel en la mejora de algunos síntomas. [6]

En los seres humanos, la proteína serina racemasa está codificada por el gen SRR . [7] La ​​serina racemasa puede haber evolucionado a partir de la L-tre-hidroxiaspartato (L-THA) eliminasa y haber servido como precursora de la aspartato racemasa . [8]

La racemasa de serina de mamíferos es una enzima dependiente del fosfato 5' de piridoxal que cataliza tanto la racemización de la L-serina a D-serina como también la eliminación de agua de la L-serina, generando piruvato y amoníaco a través de la β-eliminación de la L-serina. [9] Esto hace que la serina sea una enzima bifurcadora conocida. Se cree que la vía de β-eliminación sirve como una válvula de purga que permite que las reservas locales de L-serina se desvíen de la D-serina como un medio para silenciar la vía de señalización de la D-serina. El bucle de tetraglicina canónico que sirve como un bolsillo de unión de fosfato de PLP incluye los residuos activos F55, K56, G185, G186, G187, G188 y S313. [8]

PLP en la serina racemasa

La enzima es estimulada fisiológicamente por cationes divalentes (p. ej., magnesio ) y es activada alostéricamente por el complejo magnesio/ ATP , asociado con un cambio conformacional tras la unión del nucleótido que depende de las interacciones con Q89. La esfera de coordinación canónica del sitio de interacción del catión divalente incluye los residuos activos E210 y D216 a 2,1 angstroms del ion. [8]

Catión divalente (Mn) en la serina racemasa

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000167720 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000001323 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed sobre ratón". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ^ Morita, Yukitaka; Ujike, Hiroshi; Tanaka, Yuji; Otani, Kyohei; Kishimoto, Makiko; Morio, Akiko; Kotaka, Tatsuya; Okahisa, Yuko; Matsushita, Masayuki; Morikawa, Akiko; Hamase, Kenji (mayo de 2007). "Una variante genética del gen serina racemasa está asociada con la esquizofrenia". Psiquiatría biológica . 61 (10): 1200-1203. doi :10.1016/j.biopsych.2006.07.025. PMID  17067558. S2CID  8142062.
  6. ^ Fujii, K; Maeda, K; Hikida, T; Mustafa, AK; Balkissoon, R; Xia, J; Yamada, T; Ozeki, Y; Kawahara, R; Okawa, M; Huganir, RL (1 de febrero de 2006). "La serina racemasa se une a PICK1: posible relevancia para la esquizofrenia". Psiquiatría molecular . 11 (2): 150–157. doi :10.1038/sj.mp.4001776. ISSN  1359-4184. PMID  16314870. S2CID  23387084.
  7. ^ De Miranda J, Santoro A, Engelender S, Wolosker H (octubre de 2000). "Human serine racemase: molecular cloning, genómica organization and functional analysis" (Serina racemasa humana: clonación molecular, organización genómica y análisis funcional). Gene . 256 (1–2): 183–8. doi :10.1016/S0378-1119(00)00356-5. PMID  11054547.
  8. ^ abc Graham, Danielle L.; Beio, Matthew L.; Nelson, David L.; Berkowitz, David B. (13 de marzo de 2019). "Serina racemasa humana: residuos clave/motivos de sitios activos y su relación con la función enzimática". Frontiers in Molecular Biosciences . 6 : 8. doi : 10.3389/fmolb.2019.00008 . ISSN  2296-889X. PMC 6424897 . PMID  30918891. 
  9. ^ De Miranda J, Panizzutti R, Foltyn VN, Wolosker H (octubre de 2002). "Cofactores de la serina racemasa que estimulan fisiológicamente la síntesis del coagonista del receptor N-metil-D-aspartato (NMDA), D-serina". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 99 (22): 14542–7. Bibcode :2002PNAS...9914542D. doi : 10.1073/pnas.222421299 . PMC 137919 . PMID  12393813. 

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