Adenosyylihomokysteinaasi

Adenosyylihomokysteinaasi eli S-adenosyylihomokysteiinihydrolaasi on entsyymi, joka katalysoi S-adenosyylihomokysteiinin hydrolyysiä homokysteiiniksi ja adenosiiniksi. Entsyymi toimii osana metioniinin aineenvaihduntaa ja vaikuttaa metylaatioreaktioihin.
Adenosyylihomokysteinaasin entsyyminumero on EC 3.3.1.1 ja CAS-numero 9025-54-1.

Rakenne ja mekanismi
Adenosyylihomokysteinaasi on oligomeeri. Ihmisellä entsyymi on tetrameeri eli koostuu neljästä alayksiköstä. Jokainen alayksikkö sisältää sitoutumiskohdan sekä S-adenosyylihomokysteiinille että koentsyyminä toimivalle NAD+:lle. NAD+-molekyylin sitoutumiskohdan aminohappojärjestys vaihtelee hieman alayksiköittäin ja substraatin sitoutumiskohdassa on samansuuntaisia β-laskoksia. Tärkeitä aminohappoja substraatin ja koentsyymin sitoutumiselle ja entsyymin toiminnalle ovat muun muassa asparagiinihappo, lysiini ja histidiini.

Adenosyylihomokysteinaasin katalysoima reaktio on tasapainoreaktio, ja tasapaino on S-adenosyylihomokysteiinin puolella. Elimistössä hydrolyysituotteiden adenosiinin ja homokysteiinin aineenvaihdunta muiksi tuotteiksi on kuitenkin hyvin nopeaa, joten tasapaino siirtyy hydrolyysin puolelle. Entsyymiin sitoutunut NAD+-molekyyli hapettaa substraatin hydroksyyliryhmän karbonyyliryhmäksi. Tämän jälkeen tapahtuu protonin irrotus ja homokysteiini irtoaa. Tämän jälkeen tapahtuu konjugaattiadditio eli Michael-additio ja muodostuu 3-ketoadenosiini, jonka hapetuksen yhteydessä muodostunut NADH pelkistää adenosiiniksi.

Biologinen rooli
S-adenosyylihomokysteiiniä muodostuu tuotteena useissa metylaatioreaktioissa. Se on useiden S-adenosyylimetioniinista riippuvaisten metyylitrasferaasien inhibiittori. Täten adenosyylihomokysteinaasin toiminnalla on tärkeä rooli näiden reaktioiden säätelyssä. Nisäkkäillä adenosyylihomokysteinaasi on myös ainoa entsyymi, joka tuottaa homokysteiiniä, jota hyödynnetään kysteiinin biosynteesissä.

Adenosyylihomokysteinaasia ohjaavan geenin missense-mutaatio johtaa entsyymin puutostilaan. Puutostilan seurauksena plasman metioniinin, S-adenosyylimetioniinin, S-adenosyylihomokysteiinin, kreatiinikinaasin alaniiniaminotransferaasin ja aspartaattiaminotransferaasin pitoisuudet ovat koholla. Puutostila aiheuttaa psykomotoristen kykyjen heikkoa kehittymistä, myelopatiaa ja aivojen kehittymisen hidastumista eli myelinaatiota.

Lähteet

Aiheesta muualla
EC 3.3.1.1 - adenosylhomocysteinase Brenda 
Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG): Adenosylhomocysteinase, EC 3.3.1.1 

Hydrolaasit