Ornitiinidekarboksylaasi

Ornitiinidekarboksylaasi on entsyymi, joka katalysoi polyamiinien biosynteesien ensimmäistä vaihetta. Entsyymin substraatti on ornitiini ja tuotteina muodostuu putreskiinia ja hiilidioksidia. Ornitiinidekarboksylaasi on polyamiinisynteesin nopeuden määräävä entsyymi ja siten tärkeä säätelykohta. Eräitä sen inhibiittoreita tutkitaan muun muassa syöpälääkkeinä. Ornitiinidekarboksylaasin EC-numero on EC 4.1.1.17 ja CAS-numero 9024-60-6.

Toiminta
Aitotumaisten ornitiinidekarboksylaasi on kooltaan noin 106 kDa, ja se on rakenteeltaan kahdesta keskenään samanlaisesta alayksiköstä koostuva homodimeeri. Aktiivisessa kohdassa kofaktorina toimiva pyridoksaalifosfaatti sitoutuu toisen alayksikön aminohappoketjun N-terminaaliin ja toisen alayksikön C-terminaali toimii substraatin, ornitiinin, sitoutumiskohtana.

Ornitiinidekarboksylaasin eräs lysiiniaminohappo muodostaa aldimiinin eli niin kutsutun Schiffin emäksen pyridoksaalifosfaatin kanssa. Ensimmäisessä vaiheessa ornitiini syrjäyttää lysiinin ja muodostaa aldimiinin pyridoksaalifosfaatin kanssa. Välivaiheesta eliminoituu hiilidioksidi ja muodostuu kinoidivälituote, joka toisiintuu, jolloin muodostuu putkreskiinin ja pyridoksaalifosfaatin aldimiini, josta ne seuraavassa vaiheessa eroavat.

Ornitiinidekarboksylaasi on tärkeä, koska polyamiineja tarvitaan solujen jakautumisessa. Eliöissä entsyymin aktiivisuutta kontrolloi ornitiinidekarboksylaasin tuotantoon vaikuttavien geenien transkriptio, translaation jälkeinen modifiointi ja inhiboivat yhdisteet. Soluissa putreskiini ja muut polyamiinit ovat suurissa konsentraatioissa entsyymin inhibiittoreita ja lisäksi erityinen ornitiinidekarboksylaasin antitsyymi. Antitsyymi muodostaa kovalenttisen sidoksen ornitiinidekarboksylaasin kanssa ja toimii merkkinä proteasomille hajottaa entsyymi. Tämä on yksi harvoja tilanteita, joissa entsyymin proteolyyttisen hajotuksen käynnistää jokin muu molekyyli kuin ubikitiini.

Epätavallisen aktiivinen ornitiinidekarboksylaasin toiminta johtuu usein viruksista, syöpägeeneistä tai karsinogeenien vaikutuksesta. Voimakas entsyymin tuotanto on yhdistetty syöpäkasvaimien muodostumiseen. Tämän vuoksi entsyymin inhibiittoreita käytetään syöpälääkkeinä esimerkiksi rintasyöpäpotilailla, tällainen on esimerkiksi eflornitiini. Eflornitiinin ornitiinikarboksylaasin toimintaa estävän vaikutuksen vuoksi sitä voidaan käyttää myös tiettyjen loisinfektioiden esimerkiksi trypanosomiaasin hoitoon.

Lähteet

Lyaasit