Triptófano hidroxilasa

clase de enzimas

La triptófano hidroxilasa ( TPH ) es una enzima ( EC 1.14.16.4) implicada en la síntesis del neurotransmisor monoamina serotonina . La tirosina hidroxilasa , la fenilalanina hidroxilasa y la triptófano hidroxilasa juntas constituyen la familia de hidroxilasas de aminoácidos aromáticos dependientes de biopterina . 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 de la 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 importantes vías metabólicas. ^[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 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 se somete a 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 humanos, estos genes están ubicados en los cromosomas 11 y 12 y codifican dos enzimas homólogas diferentes, TPH1 y TPH2 (identidad de secuencia 71%). ^[6]

• 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 otro lado, TPH2 se expresa exclusivamente en tipos de células neuronales y es la isoforma predominante en el sistema nervioso central .

Imágenes adicionales

• 
  La vía para la síntesis de serotonina a partir de triptófano.
• 
  Ruta metabólica del triptófano a la serotonina.

Ver 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 cofactor de pterina unido 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 en la dieta sobre 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". Lanceta . 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". Bioquímica . 41 (42): 12569–74. doi :10.1021/bi026561f. PMID  12379098.
6. Walther DJ, Bader M (noviembre de 2003). "Una isoforma central única de triptófano hidroxilasa". 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 triptófano hidroxilasa del rombencéfalo de conejo". La Revista de Química Biológica . 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 medio enriquecido en K +". Revista de neuroquímica . 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 cerebro de mamíferos". La Revista de Química Biológica . 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). "Más estudios sobre la triptófano hidroxilasa en el tronco del encéfalo de rata y la pineal de 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". Bioquímica . 41 (42): 12569–74. doi :10.1021/bi026561f. PMID  12379098.
• Windahl MS, Petersen CR, Christensen HE, Harris P (noviembre de 2008). "Estructura cristalina de triptófano hidroxilasa con sustrato de aminoácidos unido". Bioquímica . 47 (46): 12087–94. doi :10.1021/bi8015263. PMID  18937498.

Enlaces externos

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