{{위키데이터 속성 추적}}
{{효소 정보
| 이름 = 아스파르트산 아미노기전이효소
| AltNames =
| 그림 = Aspartate transaminase.png
| 그림_크기 = 
| caption = 보조 인자인 [[피리독살 인산]]과 결합된 [[대장균]]의 아스파르트산 아미노기전이효소<ref name="pmid7909946">{{PDB|1AAM}}; {{저널 인용| vauthors = Almo SC, Smith DL, Danishefsky AT, Ringe D | title = The structural basis for the altered substrate specificity of the R292D active site mutant of aspartate aminotransferase from E. coli | journal = Protein Engineering | volume = 7 | issue = 3 | pages = 405–412 | date = March 1994 | pmid = 7909946 | doi = 10.1093/protein/7.3.405 }}</ref>
| EC_number = 2.6.1.1
| CAS_number = 9000-97-9
| GO_code = 0004069
}}

'''아스파르트산 아미노기전이효소'''({{llang|en|aspartate aminotransferase}}, '''AST''', '''ASAT''') ({{EC number|2.6.1.1}})는 1954년에 아서 카멘(Arthur Karmen)과 그 동료들이 처음으로 기술한 [[피리독살 인산]](PLP) 의존성 [[아미노기전이효소]]이다.<ref>{{저널 인용|title=Transaminase activity in human blood|journal=The Journal of Clinical Investigation|date=January 1955|volume=34|issue=1|pages=126–131|doi=10.1172/jci103055|pmc=438594|pmid=13221663|vauthors=Karmen A, Wroblewski F, Ladue JS}}</ref><ref>{{저널 인용|title=A note on the spectrometric assay of glutamic-oxalacetic transaminase in human blood serum|journal=The Journal of Clinical Investigation|date=January 1955|volume=34|issue=1|pages=131–133|doi=10.1172/JCI103055|pmc=438594|pmid=13221664|vauthors=Karmen A}}</ref><ref>{{저널 인용|title=Serum glutamic oxaloacetic transaminase activity in human acute transmural myocardial infarction|journal=Science|date=September 1954|volume=120|issue=3117|pages=497–499|bibcode=1954Sci...120..497L|doi=10.1126/science.120.3117.497|pmid=13195683|vauthors=Ladue JS, Wroblewski F, Karmen A}}</ref> '''아스파르트산 아미노트랜스퍼레이스''', '''아스파르트산 트랜스아미네이스'''({{llang|en|aspartate transaminase}}, '''AST'''), '''글루탐산-옥살로아세트산 아미노기전이효소'''({{llang|en|glutamate-oxaloacetate transaminase}}, '''GOT'''), '''혈청 글루탐산-옥살로아세트산 아미노기전이효소'''({{llang|en|serum glutamate-oxaloacetate transaminase}}, '''SGOT''')라고도 한다. 아스파르트산 아미노기전이효소는 [[아스파르트산]]과 [[글루탐산]] 사이에서 α-[[아미노기]]의 가역적인 전이를 촉매하며, [[아미노산 대사]]에서 중요한 [[효소]]이다. 아스파르트산 아미노기전이효소는 [[간]], [[심장]], [[골격근]], [[콩팥]], [[뇌]], [[적혈구]] 및 [[쓸개]](담낭)에서 발견된다. 혈청 AST 수치 혈청 ALT([[알라닌 아미노기전이효소]]) 수치 및 이들의 비([[AST/ALT 비]])는 임상적으로 간 건강을 확인하기 위한 [[바이오마커]]로 일반적으로 측정된다. 이 검사는 [[혈액 검사]]의 일부이다.

순환계에서 AST의 [[반감기]]는 대략 17시간이며, 미토콘드리아 AST의 경우 평균 87시간이다.<ref name="Giannini pp. 367–379">{{저널 인용| vauthors = Giannini EG, Testa R, Savarino V | title = Liver enzyme alteration: a guide for clinicians | journal = CMAJ | volume = 172 | issue = 3 | pages = 367–379 | date = February 2005 | pmid = 15684121 | pmc = 545762 | doi = 10.1503/cmaj.1040752 | quote = Aminotransferase clearance is carried out within the liver by sinusoidal cells. The half-life in the circulation is about 47 hours for ALT, about 17 hours for total AST and, on average, 87 hours for mitochondrial AST. }}</ref> 아스파르트산 아미노기전이효소는 [[간의 동양혈관 내피세포]]에 의해 제거된다.<ref name="Giannini pp. 367–379"/>

== 기능 ==
아스파르트산 아미노기전이효소는 [[아스파르트산|L-아스파르트산]]에서 [[α-케토글루타르산]]으로의 [[아미노기 전이반응|아미노기의 전이]]를 촉매하며, 이러한 가역적 아미노기 전이 반응의 산물은 [[옥살로아세트산]]과 [[글루탐산|L-글루탐산]]이다.

:L-아스파르트산 + α-케토글루타르산  ⇄  옥살로아세트산 + L-글루탐산
{|
|[[파일:Aspartate aminotransferase reaction.png|왼쪽|섬네일|450px|아스파르트산 아미노기전이효소에 의해 촉매되는 반응]]
|}

아스파르트산 아미노기전이효소는 원형 아미노기전이효소로서 아스파르트산 또는 글루탐산으로부터 상응하는 [[케토산]]으로 [[아미노기]]를 전이하기 위한 [[보조 인자]]로 [[피리독살 인산]](비타민 B<sub>6</sub>)에 의존한다. 이 과정에서 보조 인자인 피리독살 인산은 피리독살 인산과(PLP)과 [[피리독사민 인산]](PMP) 형태 사이를 왕복한다.<ref name="pmid6143829">{{저널 인용| vauthors = Kirsch JF, Eichele G, Ford GC, Vincent MG, Jansonius JN, Gehring H, Christen P | title = Mechanism of action of aspartate aminotransferase proposed on the basis of its spatial structure | journal = Journal of Molecular Biology | volume = 174 | issue = 3 | pages = 497–525 | date = April 1984 | pmid = 6143829 | doi = 10.1016/0022-2836(84)90333-4 }}</ref> 아스파르트산 아미노기전이효소에 의해 촉매되는 아미노기 전이반응은 아미노산 분해와 아미노산 생합성 모두에서 중요하다. 아미노산 분해에서 α-케토글루타르산이 글루탐산으로 전환된 후 글루탐산은 후속적으로 산화적 탈아미노화를 거쳐 [[암모늄 이온]]을 형성하고, 암모늄 이온은 [[요소 (화학)|요소]]로 합성된 후 배설된다. 역반응에서 아스파르트산은 [[시트르산 회로]]의 핵심적인 [[대사 중간생성물]]인 옥살로아세트산으로부터 합성될 수 있다.<ref name="Biochemistry">{{서적 인용| vauthors = Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L | title = Biochemistry | publisher = W.H. Freeman | year = 2006 | pages = 656–660 | isbn = 978-0-7167-8724-2}}</ref>

== 동질효소 ==
두 가지 동질효소가 다양한 진핵생물에 존재한다. 사람의 경우는 다음과 같다.
* [[GOT1]]/cAST – [[세포질]] 동질효소로 주로 [[적혈구]]와 [[심장]]에서 유래한다.
* [[GOT2]]/mAST – [[미토콘드리아]] 동질효소는 주로 [[간]]에 존재한다.

이들 동질효소는 유전자 복제를 통해 공통 조상의 아스파르트산 아미노기전이효소(AST)로부터 진화해 온 것으로 생각되며, 약 45%의 서열 상동성을 공유한다.<ref name="pmid2197992">{{저널 인용| vauthors = Hayashi H, Wada H, Yoshimura T, Esaki N, Soda K | title = Recent topics in pyridoxal 5'-phosphate enzyme studies | journal = Annual Review of Biochemistry | volume = 59 | pages = 87–110 | year = 1990 | pmid = 2197992 | doi = 10.1146/annurev.bi.59.070190.000511 }}</ref>

아스파르트산 아미노기전이효소는 또한 [[대장균]], 할로페락스 메디테라네이(''Haloferax mediterranei''),<ref name="pmid1909112">{{저널 인용|title=Purification and characterization of aspartate aminotransferase from the halophile archaebacterium Haloferax mediterranei|journal=The Biochemical Journal|date=August 1991|volume=278|issue=1|pages=149–154|doi=10.1042/bj2780149|pmc=1151461|pmid=1909112|vauthors=Muriana FJ, Alvarez-Ossorio MC, Relimpio AM}}</ref> 및 테르무스 테르모필루스(''Thermus thermophilus'')<ref name="pmid8907187">{{저널 인용|title=An aspartate aminotransferase from an extremely thermophilic bacterium, Thermus thermophilus HB8|journal=Journal of Biochemistry|date=January 1996|volume=119|issue=1|pages=135–144|doi=10.1093/oxfordjournals.jbchem.a021198|pmid=8907187|vauthors=Okamoto A, Kato R, Masui R, Yamagishi A, Oshima T, Kuramitsu S}}</ref>를 포함한 많은 미생물에서 발견되었다. 대장균에서 아스파르트산 아미노기전이효소는 ''aspC'' 유전자에 의해 암호화되며 [[방향족 아미노산 아미노기전이효소]] ({{EC number|2.6.1.57}})의 활성을 가지는 것으로 나타났다.<ref name="pmid15983">{{저널 인용| vauthors = Gelfand DH, Steinberg RA | title = Escherichia coli mutants deficient in the aspartate and aromatic amino acid aminotransferases | journal = Journal of Bacteriology | volume = 130 | issue = 1 | pages = 429–440 | date = April 1977 | pmid = 15983 | pmc = 235221 | doi = 10.1128/JB.130.1.429-440.1977 }}</ref>

== 구조 ==
[[파일:Aspartate aminotransferase.png|섬네일|220px|오른쪽|닭의 심장 미토콘드리아에 존재하는 아스파르트산 아미노기전이효소의 구조]]

X선 결정학 연구는 닭의 미토콘드리아,<ref name="pmid1593633">{{저널 인용|title=X-ray structure refinement and comparison of three forms of mitochondrial aspartate aminotransferase|journal=Journal of Molecular Biology|date=May 1992|volume=225|issue=2|pages=495–517|doi=10.1016/0022-2836(92)90935-D|pmid=1593633|vauthors=McPhalen CA, Vincent MG, Jansonius JN}}</ref> 돼지 심장의 세포질,<ref name="pmid9211866">{{저널 인용|title=Refinement and comparisons of the crystal structures of pig cytosolic aspartate aminotransferase and its complex with 2-methylaspartate|journal=The Journal of Biological Chemistry|date=July 1997|volume=272|issue=28|pages=17293–17302|doi=10.1074/jbc.272.28.17293|pmid=9211866|vauthors=Rhee S, Silva MM, Hyde CC, Rogers PH, Metzler CM, Metzler DE, Arnone A|doi-access=free}}</ref> 및 대장균<ref name="pmid3071527">{{저널 인용|title=Three-dimensional structure of aspartate aminotransferase from Escherichia coli at 2.8 A resolution|journal=Journal of Biochemistry|date=September 1988|volume=104|issue=3|pages=317–318|doi=10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122464|pmid=3071527|display-authors=6|vauthors=Kamitori S, Hirotsu K, Higuchi T, Kondo K, Inoue K, Kuramitsu S, Kagamiyama H, Higuchi Y, Yasuoka N, Kusunoki M}}</ref><ref name="pmid1993208">{{저널 인용|title=Activity and structure of the active-site mutants R386Y and R386F of Escherichia coli aspartate aminotransferase|journal=Biochemistry|date=February 1991|volume=30|issue=7|pages=1980–1985|doi=10.1021/bi00221a035|pmid=1993208|vauthors=Danishefsky AT, Onnufer JJ, Petsko GA, Ringe D}}</ref>을 포함한 다양한 출처의 아스파르트산 아미노기전이효소의 구조를 결정하기 위해 수행되었다. 전반적으로 모든 종의 3차원 폴리펩타이드 구조는 매우 유사하다. 아스파르트산 아미노기전이효소(AST)는 각각 약 400개의 아미노산 잔기와 약 45 kD의 분자량을 갖는 두 개의 동일한 소단위체로 구성된 [[단백질 이량체|이량체]]이다.<ref name="pmid2197992"/> 각각의 소단위체는 크고 작은 도메인과 N-말단 잔기 3-14로 구성된 세 번째 도메인으로 구성된다. 이들 소수의 잔기는 이량체의 두 소단위체를 연결하고 안정화시키는 가닥을 형성한다. 잔기 48-325를 포함하는 큰 도메인은 Lys<sup>258</sup>의 ε-아미노기에 대한 [[알디민]] 연결을 통해 보조 인자인 피리독살 인산(PLP)과 결합한다. 이 도메인의 다른 잔기(Asp<sup>222</sup> 및 Tyr<sup>225</sup>)도 [[수소 결합]]을 통해 피리독살 인산과 상호작용한다. 작은 도메인은 잔기 15-47 및 잔기 326-410으로 구성되며 기질과 결합시 "열린" [[입체형태]]에서 "닫힌" 입체형태로 효소를 전환시키는 유연한 영역을 나타낸다.<ref name="pmid1593633"/><ref name="pmid1993208"/><ref name="pmid1522585">{{저널 인용| vauthors = McPhalen CA, Vincent MG, Picot D, Jansonius JN, Lesk AM, Chothia C | title = Domain closure in mitochondrial aspartate aminotransferase | journal = Journal of Molecular Biology | volume = 227 | issue = 1 | pages = 197–213 | date = September 1992 | pmid = 1522585 | doi = 10.1016/0022-2836(92)90691-C }}</ref>

두 개의 독립적인 [[활성 부위]]는 두 도메인 사이의 인터페이스 근처에 위치한다. 각 활성 부위 내에서 몇 개의 아르지닌 잔기가 [[다이카복실산]] 기질에 대한 [[효소]]의 [[기질 특이성]]을 담당한다. Arg<sup>386</sup>은 기질의 근위 (α-)카복실기와 상호작용을 하는 반면, Arg<sup>292</sup>는 원위 (곁사슬) 카복실기와 복합체를 형성한다.<ref name="pmid1593633"/><ref name="pmid1993208"/>

2차 구조의 측면에서 아스파르트산 아미노기전이효소는 α 및 β 요소들을 모두 포함한다. 각 도메인에는 양쪽에 α 나선이 포장된 β-가닥의 중앙 시트가 있다.

== 메커니즘 ==
아스파르트산 아미노기전이효소는 모든 아미노기전이효소와 마찬가지로 이중 [[기질 (화학)|기질]] 인식을 통해 작동한다. 즉, [[곁사슬]]이 다른 두 개의 아미노산(Asp 및 Glu)을 인식하고 선택적으로 결합할 수 있다.<ref name="pmid15889412">{{저널 인용| vauthors = Hirotsu K, Goto M, Okamoto A, Miyahara I | title = Dual substrate recognition of aminotransferases | journal = Chemical Record | volume = 5 | issue = 3 | pages = 160–172 | year = 2005 | pmid = 15889412 | doi = 10.1002/tcr.20042 }}</ref> 두 경우 모두, 아미노기전이효소 반응은 핑퐁 메커니즘을 구성하는 두 개의 유사한 반쪽 반응으로 구성된다. 첫 번째 반쪽 반응에서 아미노산 1(L-아스파르트산)은 효소-PLP 복합체와 반응하여 케토산 1(옥살로아세트산)과 변형된 효소-PMP를 생성한다. 두 번째 반쪽 반응에서 케토산 2(α-케토글루타르산)은 효소-PMP와 반응하여 아미노산 2(L-글루탐산)을 생성하고 이 과정에서 원래의 효소-PLP를 재생한다. 라세미 생성물(D-글루탐산)의 생성은 매우 드물다.<ref name="pmid1735441">{{저널 인용| vauthors = Kochhar S, Christen P | title = Mechanism of racemization of amino acids by aspartate aminotransferase | journal = European Journal of Biochemistry | volume = 203 | issue = 3 | pages = 563–569 | date = February 1992 | pmid = 1735441 | doi = 10.1111/j.1432-1033.1992.tb16584.x | doi-access = free }}</ref>

:효소-PLP + 아스파르트산  ⇄  효소-PMP + 옥살로아세트산

위 반응의 반쪽 반응에 대한 구체적인 단계는 다음의 그림과 같다. 다른 반쪽 반응(그림에 나타내지 않음)은 기질로서 α-케토글루타르산을 사용하여 반대 방식으로 진행된다.<ref name="pmid6143829"/><ref name="Biochemistry"/>
{|
|[[파일:Aspartate aminotransferase mechanism.png|섬네일|왼쪽|1000px|아스파르트산 아미노기전이효소의 반응 메커니즘]]
|}

# 내부 [[알디민]] 생성: 먼저 Lys<sup>258</sup>의 ε-아미노기가 알데하이드 탄소와 [[시프 염기]] 결합을 형성하여 내부 알디민을 생성한다.
# 트랜스알디민화: 내부 알디민은 Lys<sup>258</sup>의 ε-아미노기가 아스파르트산의 아미노기로 대체될 때 외부 알디민이 된다. 이러한 트랜스알디민화 반응은 아스파르트산(Asp)의 탈양성자화된 아미노기에 의한 [[친핵체|친핵성 공격]]을 통해 일어나고 사면체의 [[대사 중간생성물]]을 통해 진행된다. 이때 Asp의 카복실기는 효소의 Arg<sup>386</sup> 및 Arg<sup>292</sup> 잔기의 구아니디늄기에 의해 안정화된다.
# [[퀴노노이드]] 생성: 그런 다음 Asp의 α-탄소에 부착된 수소가 추출되어(Lys<sup>258</sup>은 양성자 수용체로 생각됨) 퀴노노이드 중간생성물을 생성한다.
# [[케티민]] 생성: 퀴노노이드는 재양성자와되며 알데하이드 탄소에서 케티민 중간생성물을 생성한다.
# 케티민 [[가수분해]]: 마지막으로 케티민은 가수분해되어 PMP와 옥살로아세트산을 생성한다.

이러한 메커니즘에는 여러 부분에 [[속도 결정 단계]]가 있는 것으로 생각된다.<ref name="pmid8611515">{{저널 인용| vauthors = Goldberg JM, Kirsch JF | title = The reaction catalyzed by Escherichia coli aspartate aminotransferase has multiple partially rate-determining steps, while that catalyzed by the Y225F mutant is dominated by ketimine hydrolysis | journal = Biochemistry | volume = 35 | issue = 16 | pages = 5280–5291 | date = April 1996 | pmid = 8611515 | doi = 10.1021/bi952138d }}</ref> 그러나 기질 결합 단계(트랜스알디민화)가 촉매 반응을 진행시키는 것으로 나타났다.<ref name="pmid12488449">{{저널 인용| vauthors = Hayashi H, Mizuguchi H, Miyahara I, Nakajima Y, Hirotsu K, Kagamiyama H | title = Conformational change in aspartate aminotransferase on substrate binding induces strain in the catalytic group and enhances catalysis | journal = The Journal of Biological Chemistry | volume = 278 | issue = 11 | pages = 9481–9488 | date = March 2003 | pmid = 12488449 | doi = 10.1074/jbc.M209235200 | doi-access = free }}</ref>

== 임상적 중요성 ==
아스파르트산 아미노기전이효소(AST)는 간의 [[실질]] 세포와 관련되어 있다는 점에서 [[알라닌 아미노기전이효소]](ALT)와 유사하다. 차이점은 알라닌 아미노기전이효소(ALT)는 주로 간에서 발견되며, 임상적으로 무시할 수 있는 양이 콩팥, 심장, 골격근에서 발견되는 반면 아스파르트산 아미노기전이효소(AST)는 [[간]], [[심장]]([[심장근]]), [[골격근]], [[콩팥]], [[뇌]], [[적혈구]]에서 발견된다는 것이다. 결과적으로 [[심근 경색]], [[급성 췌장염]], 급성 [[용혈성 빈혈]], 심한 화상, [[신장 질환|급성 신장 질환]], 근골격 질환, 외상과 같은 다른 기관에 영향을 미치는 질병에서도 아스파르트산 아미노기전이효소의 수치가 상승할 수 있기 때문에, 알라닌 아미노기전이효소(ALT)는 아스파르트산 아미노기전이효소(AST)보다 [[간염]]에 대한 보다 더 구체적인 지표이다.<ref>{{웹 인용|url=http://www.rnceus.com/lf/lfast.html|title=AST/ALT|website=www.rnceus.com}}</ref>

아스파르트산 아미노기전이효소는 1954년에 급성 심근 경색 진단을 위한 생화학적 표지자로 정의되었다. 그러나 이러한 진단을 위한 아스파르트산 아미노기전이효소의 사용은 이제 불필요하며, 심장 [[트로포닌]]의 사용으로 대체되었다.<ref>{{저널 인용| vauthors = Gaze DC | title = The role of existing and novel cardiac biomarkers for cardioprotection | journal = Current Opinion in Investigational Drugs | volume = 8 | issue = 9 | pages = 711–717 | date = September 2007 | pmid = 17729182 }}</ref>

검사 결과는 항상 검사를 수행한 실험실의 기준치를 사용하여 해석해야 한다. 기준치 범위의 예는 다음과 같다.

{| class="wikitable"
 |-
 ! 환자 유형
 ! [[기준치]]<ref name=gpnotebook-ast>[http://www.gpnotebook.co.uk/simplepage.cfm?ID=322240579 GPnotebook > reference range (AST)] Retrieved on Dec 7, 2009 {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170107125542/http://www.gpnotebook.co.uk/simplepage.cfm?ID=322240579 |date=7 January 2017 }}</ref>
 |-
 | 남성 || 8–40 IU/L
 |-
 | 여성 || 6–34 IU/L
|}

== 같이 보기 ==
* [[알라닌 아미노기전이효소]] (ALT)
* [[아미노기전이효소]]
* [[AST/ALT 비]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 더 읽을거리 ==
{{참고 자료 시작}}
* {{서적 인용| vauthors = Jansonius JN, Vincent | chapter = Structural basis for catalysis by aspartate aminotransferase |title=Biological Macromolecules and Assemblies |volume=3 | veditors = Jurnak FA, McPherson A | publisher = Wiley | year = 1987 | location = New York | pages = 187–285 | isbn = 978-0-471-85142-4}}<!--| access-date = 2011-05-18 -->
* {{저널 인용| vauthors = Kuramitsu S, Okuno S, Ogawa T, Ogawa H, Kagamiyama H | title = Aspartate aminotransferase of Escherichia coli: nucleotide sequence of the aspC gene | journal = Journal of Biochemistry | volume = 97 | issue = 4 | pages = 1259–1262 | date = April 1985 | pmid = 3897210 | doi = 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a135173 }}
* {{저널 인용| vauthors = Kondo K, Wakabayashi S, Yagi T, Kagamiyama H | title = The complete amino acid sequence of aspartate aminotransferase from Escherichia coli: sequence comparison with pig isoenzymes | journal = Biochemical and Biophysical Research Communications | volume = 122 | issue = 1 | pages = 62–67 | date = July 1984 | pmid = 6378205 | doi = 10.1016/0006-291X(84)90439-X }}
* {{저널 인용| vauthors = Inoue K, Kuramitsu S, Okamoto A, Hirotsu K, Higuchi T, Kagamiyama H | title = Site-directed mutagenesis of Escherichia coli aspartate aminotransferase: role of Tyr70 in the catalytic processes | journal = Biochemistry | volume = 30 | issue = 31 | pages = 7796–7801 | date = August 1991 | pmid = 1868057 | doi = 10.1021/bi00245a019 }}
{{참고 자료 끝}}

== 외부 링크 ==
{{위키공용분류}}
* {{MeshName|Aspartate+Transaminase}}
* [http://labtestsonline.org/understanding/analytes/ast/tab/test AST] - Lab Tests Online
* [https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/ency/article/003472.htm AST: MedlinePlus Medical Encyclopedia]

{{효소}}
{{시트르산 회로의 효소 및 전자전달계}}
{{질소 전이효소}}
{{아미노산 대사 효소}}

[[분류:간기능 검사]]
[[분류:EC 2.6.1]]
[[분류:글루탐산 (신경전달물질)]]