Ασπαρτική αμινοτρανσφεράση

Η ασπαρτική αμινοτρανσφεράση ή SGOT/AST είναι ένα ηπατικό ένζυμο που καταλύει την ανταλλαγή της αμινομάδας του ασπαρτικού με την οξο-ομάδα του α-κετογλουταρικού για τον σχηματισμό οξαλοξικού και γλουταμικού. Ανιχνεύεται σε όλους τους ιστούς και ιδιαίτερα στην καρδιά και το ήπαρ. Ανιχνεύεται επίσης σε μικρότερες ποσότητες σε νεφρούς, πάγκρεας, σκελετικούς μύες, σπλήνα, πνεύμονες και εγκέφαλο. Αποτελεί δείκτη κυτταρικής καταστροφής καθώς πιθανή βλάβη σε κάποιο όργανο προκαλεί την απελευθέρωση της AST στην κυκλοφορία. Τέλος, αποτελεί δείκτη, αν και όχι τόσο εξειδικευμένο, για ηπατική βλάβη και έμφραγμα του μυοκαρδίου.

 Η AST είναι ένα διμερές ένζυμο, που αποτελείται από δύο όμοιες υπομονάδες, κάθε μία με 400 περίπου αμινοξέα και μοριακό βάρος περίπου 45 kD. Κάθε υπομονάδα αποτελείται από ένα μεγάλο και ένα μικρό τομέα, καθώς και μια τρίτη περιοχή που αποτελείται από τα Ν-τερματικά κατάλοιπα. Αυτά σχηματίζουν ένα σκέλος, το οποίο συνδέει και σταθεροποιεί τις δύο υπομονάδες του διμερούς ενζύμου. Η μεγάλη περιοχή, η οποία περιλαμβάνει τα κατάλοιπα αμινοξέων 48-325, δεσμεύει την ΡLΡ (πυροδοξαλική φωσφατάση) μέσω ενός συμπαράγοντα, την αλδιμίνη και δημιουργεί δεσμό με την ε-αμινομάδα της Lys258. Άλλα υπολείμματα στον τομέα αυτό είναι τα Asp 222 και Tyr 225 – που επίσης αλληλεπιδρούν με την ΡLΡ με δεσμούς υδρογόνου. Ο μικρός τομέας αποτελείται από τα υπολείμματα 15 - 47 και 326 - 410 και αντιπροσωπεύει μία εύκαμπτη περιοχή που μετατρέπει το ένζυμο από «ανοικτή» σε «κλειστή» διαμόρφωση κατόπιν δέσμευσης του υποστρώματος. Δύο είναι τα είδη των ισοενζύμων που εμφανίζονται ευρέως στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς και ειδικά στους ανθρώπους: GOT1/cAST, το κυτταροπλασματικό ισοένζυμο που προέρχεται κυρίως από τα ερυθρά αιμοσφαίρια και την καρδιά. GOT2/mAST, το μιτοχονδριακό ισοένζυμο που προέρχεται κυρίως από το ήπαρ.Αυτά τα ισοένζυμα πιστεύεται πως έχουν προέλθει εξελικτικά, από ένα κοινό γονίδιο που εκφράζει την AST και έχουν παρεμφερή ακολουθία μεταξύ τους σε ποσοστό 45%. Η AST έχει επίσης βρεθεί σε μια σειρά μικροοργανισμών, συμπεριλαμβανομένων των Ε. coli, Η. mediterranei και Τ. thermophilus. Στην Ε. coli, το ένζυμο κωδικοποιείται από το γονίδιο aspCgene. Η ασπαρτική τρανσαμινάση, όπως όλες άλλωστε οι τρανσαμινάσες, είναι σε θέση να αναγνωρίζει και να δεσμεύει επιλεκτικά δύο αμινοξέα, το Asp (ασπαραγινικό οξύ) και το Glu (γλουταμινικό οξύ) που έχουν διαφορετικές πλευρικές αλυσίδες. Η διαδικασία αποτελείται από δύο παρόμοιες αντιδράσεις του επονομαζόμενου «πινγκ-πονγκ» μηχανισμού. Κατά το πρώτο ήμισυ της αντίδρασης, το πρώτο αμινοξύ (π.χ., η L-Asp), αντιδρά με το σύμπλοκο του ενζύμου-ΡLΡ για να δημιουργήσει κετοοξύ 1 (οξαλοξικό) και το τροποποιημένο ένζυμο-ΡΜΡ. Στο δεύτερο μισό της αντιδράσεως, το κετοοξύ 2 (α-κετογλουταρικό) αντιδρά με το ένζυμο-PMP ώστε να παραχθεί το αμινοξύ 2 (L-Glu), το οποίο θα αναγεννήσει το αρχικό PLP ένζυμο. Ο σχηματισμός ενός ρακεμικού προϊόντος (D-Glu) είναι πολύ σπάνιος. Η AST έχει παρόμοια δράση με την τρανσαμινάση της αλανίνης (ALT), διότι και τα δύο ένζυμα είναι άμεσα συνδεδεμένα με τα παρεγχυματικά κύτταρα του ήπατος. Η διαφορά είναι ότι η ALT ανευρίσκεται κυρίως στο ήπαρ. Σε κλινικά αμελητέες ποσότητες βρίσκεται στους νεφρούς, την καρδιά και τους σκελετικούς μύες, ενώ η AST βρίσκεται στο ήπαρ, την καρδιά (μυοκάρδιο), στους σκελετικούς μυς, στους νεφρούς, τον εγκέφαλο και τα ερυθρά αιμοσφαίρια. Ως αποτέλεσμα, η ALT αποτελεί πιο ειδικό δείκτη ηπατικής φλεγμονής σε σχέση με την AST. Αντίθετα, η AST μπορεί να είναι αυξημένη και σε ασθένειες που επηρεάζουν άλλα όργανα, όπως το έμφραγμα του μυοκαρδίου, την οξεία παγκρεατίτιδα, την οξεία αιμολυτική αναιμία, τα σοβαρά εγκαύματα, την οξεία νεφρική νόσο και τις μυοσκελετικές ασθένειες. Η AST ορίστηκε ως βιοχημικός δείκτης για τη διάγνωση του οξέως εμφράγματος του μυοκαρδίου, το 1954. Ωστόσο, η χρήση της για μια τέτοια διάγνωση είναι πλέον περιττή, καθώς έχει αντικατασταθεί από τις καρδιακές τροπονίνες. Πλέον, μετριέται συνήθως κλινικά ως μέρος των διαγνωστικών δοκιμασιών ηπατικής λειτουργίας, για τον προσδιορισμό της υγείας του ήπατος. Τα αίτια που οδηγούν σε μεγάλη (πάνω από 15 φορές των ανώτερων φυσιολογικών τιμών) αύξηση των τρανσαμινασών περιλαμβάνουν κυρίως τις οξείες ιογενείς ηπατίτιδες, τη λήψη φαρμάκων και την ισχαιμική ηπατίτιδα κυρίως σε ασθενείς με αιμοδυναμική αστάθεια ή σοβαρή καρδιοπάθεια, την αυτοάνοση ηπατίτιδα, τη νόσο του Wilson, την οξεία απόφραξη του χοληδόχου πόρου και την απόφραξη των ηπατικών φλεβών (σύνδρομο Budd-Chiari). Η παρουσία του ενζύμου καταλύει τη μεταφορά μιας αμινομάδας από το μόριο του L- ασπαρτικού στο μόριο του α-κετογλουταρικου οξέος. Το παραγόμενο οξαλοξικό οξύ παρουσία του ενζύμου μηλική αφυδρογονάση (MDH) ανάγεται σε L-μηλικό οξύ με ταυτόχρονη οξείδωση του συνενζύμου NADH σε NAD+. Η ελάττωση της απορρόφησης στα 340 nm είναι ανάλογη της δραστικότητας της GOT στο δείγμα. α-κετογλουταρικό + L-ασπαρτικό ⇒L-γλουταμικό + οξαλοξικόοξαλοξικό + NADH + H+ ⇒ L-μηλικό + NAD+Μέθοδος IFCC (International Federation of Clinical Chemistry) Έως 45 U/L (37oC)