Adenosoina deaminasa

Adenosina desaminasa (adenosina aminohidrolasa edo ADA ere deitua) purinaren metabolismoan parte hartzen duen entzima (EC 3.5.4.4) bat da. Janaritik eratorritako adenosinaren degradazioan eta ehunetako azido nukleikoen ordezkapenean jarduten du.

Bere funtzio nagusia gizakietan immunitate-sistemaren garapena eta mantenua da. Hala ere, ADA-ren eginkizun fisiologikoa bere osotasunean ez da oraindik ezagutzen.

Egitura 
ADA monomero gisa edo dimero-konplexu gisa ager daiteke. Monomero forman, entzima α/β kupel paraleloak osatzen dituzten zortzi harizpitan tolesten da, gune aktiboa inguratuz. Zortzi β-kupel zentralez eta zortzi α-helize periferikoez gain, ADA-k beste bost helize ditu: 19-76 hondarrak hiru helize osatuz tolesten dira, β1 eta α1 tolesduren artean kokatuak; eta karboxilo-terminaleko bi helize antiparalelo, β-kupelaren amino-terminalaren inguruan kokatuak.

ADA-ren gune aktiboak zink ioi bat du, bertako zoko sakonenean kokatua eta 5 atomorekin koordinatua, zehazki: His15, His17, His214, Asp295 eta sustratuaren atomoekin. Zinka da entzima honen aktibitaterako beharrezkoa den kofaktore bakarra.

Sustratua (adenosina) bederatzi hidrogeno-zubiren bitartez egonkortzen da gune katalitikora lotuz.

 Glu217 aminoazidoaren karboxilo taldea, gutxi gorabehera adenosinaren purina eraztunarekiko koplanarra dena, kokapen egokian dago sustratuaren N1-arekin hidrogeno-lotura bat eratzeko.
 Asp296 aminoazidoaren karboxilo taldeak, hau ere adenosinaren purina eraztunarekiko koplanarra, hidrogeno-zubi bat eratzen du sustratuaren N7-rekin.
 Gly284 aminoazidoaren NH taldea prest dago sustratuaren N3-rekin hidrogeno-lotura bat sortzeko.
 Asp296 aminoazidoa Zn2+ ioiarekin eta adenosinaren 6-OH-rekin lotzen da.
 His238 aminoazidoak ere sustratuaren 6-OH taldea lotzen du hidrogeno-zubi bidez.
 Sustratuko erribosaren 3’-OH-ak Asp19 aminoazidoarekin eratzen ditu hidrogeno-loturak.
 Sustratuaren 5’-OH-ak His17 aminoazidoarekin eratzen dituen bitartean.
 Gainerako bi hidrogeno-zubiak ur molekulekin eratzen dira, sustratuaren 2’-OH eta 3’-OH taldeen bitartez, gune aktiboaren irekiduran.

Gune katalitikoa entzimaren barnealdeko zulo sakon batean kokatzen denez, behin sustratua lotuta, hau disolbatzailetik ia guztiz bahituta geratzen da.  Izan ere, sustratuaren gainazal-esposizioa (eskuragarri dagoen azalera) entziman lotuta dagonean, aske dagonean daukanaren %0,5 baino ez da.

Erreakzio kimikoa 

Adenosina desaminasa proteina hidrolasa bat da, purinen katabolismoan adenosinaren hidrolisia katalizatzen du inosinara. Erreakzioa itzulezina da.
Inosinak deserribosilazio bat jasan dezake (erribosatik askatuz) purina nukleosidasa fosforilasa (PNP) deritzon entzima baten bidez, hipoxantina lortuz.

Katalisi mekanismoa 
ADA-k katalizatutako desaminazio erreakziorako proposatutako mekanismoa bitartekari tetraedriko bidezko adizio-eliminazio estereoespezifikoa da. Mekanismoa edozein izanda ere, zinkak, elektrofilo sendo gisa, ur molekula bat aktibatzen du, Asp295 aminoazido basikoak desprotonatuko duena hidroxido erasotzailea eratzeko.  His285 aminoazidoak ur molekula hori orientatzen du eta hidroxido erasotzailearen karga egonkortzen du. Glu217 aminoazidoa protonatzen da sustratuaren N1-ari protoi bat emateko.

Erreakzioa estereoespezifikoa da zink ioiaren eta Asp295 eta His238 hondarren kokapenari esker, sustratuko purina eraztunaren B-aldera begira baitaude hirurak.

Inhibizio lehiakorra behatu da ADA entziman, non produktuak (inosinak) aktibitate entzimatikoaren inhibitzaile lehiakor gisa diharduen. Erregulazio mota honi feedback inhibizioa deritzo.

Funtzioa 
ADA purinaren metabolismoaren partaide garrantzitsua da. Entzima hau bakterioetan, landareetan, ornogabeetan, ornodunetan zein ugaztunetan aurkitu da, aminoazido sekuentzia kontserbazio maila altuarekin. Kontserbazio maila altu honek ADA purina salvage bidezidorrean garrantzia handikoa dela pentsatzera eramaten gaitu.

Nagusiki, gizakietan ADA immune-sistemaren garapenean eta mantenuan parte hartzen du.

Hala ere, ADA epitelioko zelulen desberdintzapenarekin, neurotransmisioarekin eta ernaldiaren mantenuarekin lotura duela ikusi da. Era berean, adenosinaren degradazioaz gain, aminoazido kitzikatzaileen jariaketaren estimulazioan eta A1 adenosina hartzaileen eta G proteina heterotrimerikoen arteko lotura eraketan jarduten duela proposatu da.

Adenosina desaminasa urritasunak biriketako fibrosia eragin dezake eta adenosina maila altuen aurrean hantura erantzuna areagotu daitekeela uste da inhibitu beharrean. Horrez gain, HIF-1α gainadierazita duten saguen bihotzetan, adenosina desaminasa proteina eta aktibitatea gainerregulatuta dagoela ikusi izan da. Honek azal dezake adenosina maila baxuagoak egotea HIF-1α adierazten duten bihotzetan iskemia estres egoeretan.

Patologia 
Adenosina desaminasaren geneko mutazio batzuek entzima hau ez adieraztea eragiten dute. Ondoriozko defizientzia SCID (severe combined immunodeficiency, euskaraz immunodefizientzia konbinatu larria) gaixotasunaren eragileetako bat da, herentzia autosomiko azpirakorra aurkezten duena. ADA-ren maila baxuak biriken hanturarekin, timoko zelulen heriotzarekin eta T linfozitoen hartzaileen (TCR-en) seinalizazio akastunarekin ere erlazionatzen dira.

Aitzitik, entzima honen gainadierazpena eragiten duten mutazioak anemia hemolitikoaren sortzaile bat dira.

ADA maila altuak HIES-arekin ere erlazionatu izan dira.

Isoformak 
ADA-ren 2 isoforma ezagutzen dira: ADA1 eta ADA2.

 ADA1 gorputzeko zelula gehienetan aurki daiteke, bereziki linfozito eta makrofagoetan, non zitosolean eta nukleoan egoteaz gain, mintz plasmatikoaren ekto-forman ere badagoen, dipeptidil peptidasa-4 (CD26 izenaz ere ezaguna) entzimara lotuta. ADA1-ek zelula barneko aktibitatean parte hartzen du batez ere eta forma txikian (monomero gisa) zein forma handian (dimero gisa) ezagutzen da. Forma txikitik handirako aldaketa “eraldaketa faktore” batek erregulatzen du biriketan.
 ADA2 giza barean identifikatu zen lehen aldiz. Beranduago, beste ehun batzuetan ere aurkitu zen, besteak beste, makrofagoetan, non ADA1 isoformarekin ko-existitzen den. Isoforma biek adenosina/desoxiadenosina erlazioa erregulatzen dute, parasitoen suntsipena indartuz. ADA2 giza plasman eta serumean aurkitzen da bereziki, homodimero gisa soilik.

Garrantzi klinikoa 
ADA2 odoleko plasman nagusiki aurkitu daiteke eta maila altuak behatzen dira gaixotasun desberdinak dituzten pazienteetan, bereziki immunitate-sistemarekin erlazionaturiko gaitzetan. Hala nola, artritis erreumatoidean, psoriasian eta sarkoidosian. Minbizi batzuetan ere plasmako ADA2 maila igo daiteke. ADA2 ez da nonahi aurkitzen baina ADA1-ekin batera aurkitu daiteke monozito zein makrofagoetan.

Plasman aurkitzen den ADA kantitate totala neurtzeko teknika desberdinak daude. Nagusiki HPLC edo high performance liquid chromatography erabiltzen da. Hala ere, teknika entzimatikoak edo klorometrikoak ere erabil daitezke.

Metodo errazena adenosina inosina bihurtzean askatzen den amonio kantitatearen neurketa egitea da. Plasma adenosina buffer soluzio batekin inkubatzen da eta lortutako amonioa Berthelot erreaktiboarekin erreakzionarazten da produktu urdin bat lortzeko. Produktu horren kolore intentsitatea ADA entzimaren aktibitatearekiko proportzionala izango da. ADA2 soilik neurtu nahi bada, EHNA (erythro-9-(2-hydroxy-3-nonly)adenine) gehitzen da ADA1 entzimaren aktibitatea inhibitzeko helburuarekin. ADA1 entzimaren gabeziak SCID gaixotasuna eragiten du.

Pleurako isuri bat duten pazienteek tuberkulosia duten edo ez zehazteko, pleura barneko fluidoa aztertzen da adenosina desaminasaren maila handitu den ikusteko. Adenosina desaminasa kontzentrazioa 40U/L baina handiagoa bada tuberkulosia diagnostikatzen da. 

Trikoleuzemiaren aurkako tratamenduan Cladribina eta Pentostatina erabiltzen dira. Agente anti-neoplastiko hauek adenosina desaminasaren inhibizioa burutzen dute.

Erreferentziak

Kanpo estekak 

20. kromosomako giza geneak
EC 3.5.4
Immunoestimulanteak
Entzimak