Arginaasi

Arginaasi on entsyymi, joka katalysoi ureakierron viimeistä vaihetta, jossa arginiini hydrolysoidaan ornitiiniksi ja ureaksi. Arginaasin EC-numero on EC 3.5.3.1 ja CAS-numero 9000-96-8. Arginiinin lisäksi arginaasi voi hydrolysoida myös muita samankaltaisia yhdisteitä esimerkiksi agmatiinin putreskiiniksi ja kanavaniinin.

Toiminta 
Nisäkkäillä arginaasista tunnetaan kaksi isoentsyymiä arginaasi I ja arginaasi II. Isoentsyymit eroavat levinneisyydeltään kudoksissa ja katalyyttisiltä ominaisuuksiltaan. Arginaasi I esiintyy pääasiassa maksasoluissa ja sen tehtävä on tuottaa ureaa ja ornitiinia ureakierron viimeisessä vaiheessa. Arginaasi II on yleinen munuaisissa, ohutsuolessa, maitorauhasissa ja paisuvaiskudoksessa. Sen tehtävänä on säädellä solun arginiini- ja ornitiinikonsentraatioita.

Toimiakseen arginaasi tarvitsee Mn2+-ioneja. Mangaani-ioni on sitoutunut entsyymissä koordinaatiosidoksella yhteen histidiiniaminohappoon ja kahteen asparagiinihappoon. Arginaasin katalysoimassa reaktiossa vesimolekyyli hyökkää arginiinin C=N+-sidokseen, jolloin muodostuu tetraedrimäinen välituote. Tämä välituote ei ole stabiili vaan hajoaa spontaanisti, ja entsyymin aktiivisen kohdan histidiiniaminohappo avustaa hajoamista luovuttaen välituotteelle protonin, jolloin eliminoituu ureamolekyyli ja muodostuu lisäksi ornitiinia.

Arginaasi ja sairaudet 
Argininemia eli arginaasin puutos aiheutuu resessiivisesti autosomien kautta periytyvästä mutaatiosta. Se on ureakiertoon liittyvistä sairauksista harvinaisin. Arginaasipuutoksen oireita ovat psykomotoristen taitojen kehittymättömyys ja spastinen diplegia eli alaraajojen jäykkyys. 

Arginaasi II kilpailee typpioksidisyntaasin kanssa substraatistaan arginiinista ja täten säätelee elimistön typpimonoksidin tuotantoa. Typpimonoksidilla on tehtävä nisäkkäiden seksuaalisessa kanssakäymisessä ja kiihottumisessa. Hyvin aktiivinen arginaasi II haittaa typpioksidisyntaasin aktiivisuutta ja siten voi aiheuttaa seksuaalista haluttomuutta. Yhdeksi hoitomuodoksi on esitetty arginaasi II -entsyymiä inhiboivia boronihappojohdannaisia, kuten 2(S)-amino-6-boronoheksaanihappoa (ABH) ja S-(2-boronoetyyli)-L-kysteiiniä (BEC).

Lähteet 

Hydrolaasit