Biopterin

Biopterin ialah kumpulan terbitan pterin yang berfungsi sebagai kofaktor enzim endogen dalam banyak spesies haiwan serta beberapa bakteria dan kulat. Sebatian prototaip kelas ialah molekul bernama sama (6-(1,2-dihidroksipropil)-pterin), seperti yang ditunjukkan dalam kotak info. Biopterin bertindak sebagai kofaktor untuk hidroksilase asid amino aromatik (AAAH) yang terlibat dalam mensintesis beberapa neurotransmiter termasuk dopamina, norepinefrina, epinefrina dan serotonin, bersama dengan beberapa amina surih. Sintesis nitrik oksida juga menggunakan terbitan biopterin sebagai kofaktor. Dalam manusia, tetrahidrobiopterin (BH4) ialah kofaktor endogen untuk enzim AAAH.

Seperti pterin secara am, biopterin mempamerkan tautomerisme. Dalam erti kata lain, terdapat beberapa bentuk yang mudah bertukar, dan berbeza daripada aspek penempatan atom hidrogen. Oleh itu, penggambaran struktur kimia mungkin berbeza antara sumber.

 Sebatian 
Sebatian biopterin yang terdapat dalam badan haiwan termasuk BH4, radikal bebas BH3•, dan bentuk separuh teroksida BH2. Bentuk teroksida sepenuhnya, iaitu "biopterin" yang betul, mempunyai sedikit kepentingan biologi.

Bakteria menghasilkan beberapa glikosidabiopterin unik (dan pterin lain juga), menggunakan BPt glukosiltransferase khusus. Ia mungkin mempunyai fungsi dalam perlindungan UV.

 Biosintesis 
BH4 ialah kofaktor aktif utama. Sintesis BH4 berlaku melalui dua laluan utama; laluan de novo melibatkan tiga langkah enzim, dan diteruskan daripada GTP, manakala laluan penyelamat menukar sepiapterin kepada BH4 menggunakan dihidrofolat reduktase. Di samping itu, BH2 dikitar semula kepada BH4 oleh dihidrobiopterin reduktase.

Dalam laluan de novo, GTP ditukar kepada 7,8-dihydro neopterin trifosfat oleh GTP siklohidrolase I (GTPCH-1, FolE) yang mengembangkan cincin imidazola dalam GTP dengan satu karbon. Perantara ditukar kepada 6-piruvoil-5,6,7,8-tetrahydropterin oleh 6-piruvoiltetrahidropterin sintase, yang mengeluarkan fosfat, dan menghasilkan pengganti diketon (piruvoil). Langkah akhir dibantu oleh sepiapterin reduktase.
tengah|thumb|390x390px| Langkah biosintesis dihydroneopterin daripada GTP

 Gangguan biopterin 
Terdapat beberapa gangguan kawal atur biopterin.

Kecacatan gen tunggal yang menjejaskan gen GCH1 menyekat langkah pertama dalam sintesis biopterin, dan membawa kepada distonia responsif dopamina, juga dikenali sebagai sindrom Segawa. Ini disebabkan oleh peranan BH4 dalam mensintesis neurotransmiter, termasuk dopamina, dan dirawat dengan suplemen dengan levodopa yang tidak memerlukan BH4 dalam penukaran kepada dopamina. Kecacatan GCH1 ialah dominan autosom, bermakna hanya satu salinan gen yang rosak diperlukan agar keadaan ini berlaku. Model kalah mati gen tikus yang menyekat sintesis biopterin mati sejurus selepas kelahiran oleh kerana ketidakupayaan mereka untuk menghasilkan katekolamina dan neurotransmiter.

Gangguan sintesis biopterin juga merupakan punca hiperfenilalaniemia; metabolisme fenilalanina memerlukan BH4 sebagai kofaktor.

Dalam psikiatri, ketidakseimbangan kepekatan biopterin telah dihipotesiskan dikaitkan dengan gangguan mood, terutamanya kemurungan. Cavaleri et al. Blood concentrations of neopterin and biopterin in subjects with depression: A systematic review and meta-analysis Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry 2022. http://dx.doi.org/10.1016/j.pnpbp.2022.110633 

 Rujukan 

 Pautan luar 

 Aspek neurologi metabolisme biopterin
Kategori:Pteridina
Kategori:Koenzim