MTR (gen)

**Metionin-sintaza** znana i kao **MS**, **MeSe**, **MTR**  osdgovorna  za regeneraciju metionina iz homocisteina. To jest protein koji je kod ljudi kodiran genom **MTR** (5-metiltetrahidrofolat-homocistein metiltransferaza) sa  hromosoma 1. Metionin-sintaza čini dio ciklusa S-adenozilmetionina (SAMe) biosinteze i regeneracije. Kod životinja ovaj enzim zahtijeva Vitamin B12 (kobalamin) kao kofaktor, dok je oblik koji se nalazi u biljkama neovisan o kobalaminu. Mikroorganizmi eksprimiraju oblike zavisne i nezavisne od kobalamina.

1020304050
MSPALQDLSQPEGLKKTLRDEINAILQKRIMVLDGGMGTMIQREKLNEEH
FRGQEFKDHARPLKGNNDILSITQPDVIYQIHKEYLLAGADIIETNTFSS
TSIAQADYGLEHLAYRMNMCSAGVARKAAEEVTLQTGIKRFVAGALGPTN
KTLSVSPSVERPDYRNITFDELVEAYQEQAKGLLDGGVDILLIETIFDTA
NAKAALFALQNLFEEKYAPRPIFISGTIVDKSGRTLSGQTGEGFVISVSH
GEPLCIGLNCALGAAEMRPFIEIIGKCTTAYVLCYPNAGLPNTFGDYDET
PSMMAKHLKDFAMDGLVNIVGGCCGSTPDHIREIAEAVKNCKPRVPPATA
FEGHMLLSGLEPFRIGPYTNFVNIGERCNVAGSRKFAKLIMAGNYEEALC
VAKVQVEMGAQVLDVNMDDGMLDGPSAMTRFCNLIASEPDIAKVPLCIDS
SNFAVIEAGLKCCQGKCIVNSISLKEGEDDFLEKARKIKKYGAAMVVMAF
DEEGQATETDTKIRVCTRAYHLLVKKLGFNPNDIIFDPNILTIGTGMEEH
NLYAINFIHATKVIKETLPGARISGGLSNLSFSFRGMEAIREAMHGVFLY
HAIKSGMDMGIVNAGNLPVYDDIHKELLQLCEDLIWNKDPEATEKLLRYA
QTQGTGGKKVIQTDEWRNGPVEERLEYALVKGIEKHIIEDTEEARLNQKK
YPRPLNIIEGPLMNGMKIVGDLFGAGKMFLPQVIKSARVMKKAVGHLIPF
MEKEREETRVLNGTVEEEDPYQGTIVLATVKGDVHDIGKNIVGVVLGCNN
FRVIDLGVMTPCDKILKAALDHKADIIGLSGLITPSLDEMIFVAKEMERL
AIRIPLLIGGATTSKTHTAVKIAPRYSAPVIHVLDASKSVVVCSQLLDEN
LKDEYFEEIMEEYEDIRQDHYESLKERRYLPLSQARKSGFQMDWLSEPHP
VKPTFIGTQVFEDYDLQKLVDYIDWKPFFDVWQLRGKYPNRGFPKIFNDK
TVGGEARKVYDDAHNMLNTLISQKKLRARGVVGFWPAQSIQDDIHLYAEA
AVPQAAEPIATFYGLRQQAEKDSASTEPYYCLSDFIAPLHSGIRDYLGLF
AVACFGVEELSKAYEDDGDDYSSIMVKALGDRLAEAFAEELHERVRRELW
AYCGSEQLDVADLRRLRYKGIRPAPGYPSQPDHTEKLTMWRLADIEQSTG
IRLTESLAMAPASAVSGLYFSNLKSKYFAVGKISKDQVEDYALRKNISVA
EVEKWLGPILGYDTD

## Struktura 
thumb|Homocistein vezujući domen u metionin-sintazi: Njegovi 618, Cys 620 i Cys704 vezuju Zn (ljubičasta) koji se vezuje za homocistein (crveni)
Riješene su kristalne strukture i za Meth-zavisni i za kob-zavisni, s malo sličnosti u cjelokupnoj strukturi uprkos identičnoj neto reakciji koju obavljaju oba i sličnosti unutar mjesta vezanja, kao što je Hcy vezujuće mjesto. MetH ovisan o Cob podijeljen je u četiri odvojena domena: Aktivacija, kobalamin-vezujući domen (Cob domen), homocisteinsko vezivanje (Hcy domen) i N5-metilTHF vezivanje (MeTHF domen). Aktivaciona domena je mjesto interakcije sa metionin-sintaznom reduktazom i vezuje SAM koje se koristi kao dio ciklusa reaktivacije enzima. Cob domen sadrži Cob u sendviču između nekoliko velikih alfa-heliksa i vezan za enzim, tako da je atom kobalta iz grupe izložen kontaktu sa drugim domenima. Hcy domen sadrži kritično mjesto vezivanja cinka, koje se sastoji od ostataka cisteina ili histidina, koordiniranih sa ionom cinka koji može vezati Hcy, s primjerom iz MetH koji nije zavisan od Cob, prikazan na desnoj strani. N5-MeTHF vezujući domen sadrži konzervirani barel u kojem se N5-MeTHF može vezati putem vodika sa ostacima asparagina, arginina i asparaginske kiseline. Cijela struktura prolazi kroz dramatično ljuljanje tokom kataliza, dok se Cob domen pomiče naprijed-nazad od Hcy domena u Fol domen, prenoseći aktivnu metilnu grupu iz Fol u Hcy domen.

## Funkcija 
thumb|left|280px|Metionin-sintaza je enzim 4
Glavna funkcija metionin-sintaze je regeneracija Met u ciklusu S-adenozil metionina, koji u jednom prometu troši Met i ATP i stvara Hcy. Ovaj ciklus je kritičan jer se S-adenozil metionin uveliko koristi u biologiji kao izvor aktivne metil-grupe, pa  tako metionin-sintaza služi esencijalnoj funkciji omogućavajući SAM ciklusu da traje bez stalnog priliva Met. Na ovaj način, metionin-sintaza služi i za održavanje niskih nivoa Hcy i, pošto je jedan od rijetkih enzima koji koriste N5-MeTHF kao supstrat, za indirektno održavanje nivoa THF.

U biljkama i mikroorganizmima, metioninsintaza služi dvostrukoj svrsi i održava SAM ciklus i katalizira završni sintetski korak u sintezi Met *de novo*. Iako je reakcija potpuno ista za oba procesa, ukupna funkcija razlikuje se od metionin
-sintaze kod ljudi jer je Met esencijalna aminokiselina koja se ne sintetizira *de novo* u tijelu.

## Mehanizam 
thumb|280px|Reakcija koju katalizira metionin-sintaza (kliknite za povećanje)
Metionin-sintaza katalizira završni korak u regeneraciji metionina (Met) iz homocisteina (Hcy). Ukupna reakcija transformiras 5-metiltetrahidrofolat (N5-MeTHF) u tetrahidrofolat (THF), dok prenosi metil-grupu u homocistein da bi se formirao metionin. Metionin-sintaza je jedini enzim sisara koji metabolizira N5-MeTHF, kako bi regenerirao aktivni kofaktor THF. Kod oblika enzima zavisnih od kobalamina, reakcija se odvija u dva koraka u ping-pong reakciji. Enzim se inicijalno dovodi u reaktivno stanje transferom metilne grupe sa N5-MeTHF na Co(I) u enzimski vezani kobalamin (Cob), formirajući metil-kobalamin (Me-Cob) koji sada sadrži Me-Co(III) i aktivira enzim. Zatim, Hcy, koji je koordinirao za enzim vezan cink da bi formirao reaktivni tiolat, reaguje sa Me-Cob. Aktivirana metilna grupa se prenosi sa Me-Cob na Hcy tiolat, koji regeneriše Co(I) u cob, a Met se oslobađa iz enzima. Mehanizam neovisan o Cobu slijedi isti opći put, ali s direktnom reakcijom između cink-tiolata i N5-MeTHF.

thumb|left|280px|Čistač metionin sintaze reduktaze za oporavak inaktivirane metionin sintaze

Mehanizam enzima zavisi od konstantne regeneracije Co(I) u klipu, ali to nije uvek zagarantovano. Umjesto toga, svakih 1–2000 katalitičkih obrta, Co(I) može biti oksidiran u Co(II), što bi trajno ugasilo katalitičku aktivnost. Zaseban protein, metionin-sintazna reduktaza, katalizira regeneraciju Co(I) i obnavljanje enzimske aktivnosti. Budući da oksidacija cob-Co(I) neizbježno isključuje aktivnost metionin-sintaze zavisnu od Cob-a, defekti ili nedostaci metionin-sintazne reduktaze uključeni su u neke od asociranih bolesti za nedostatak metionin-sintaze o kojima se raspravlja u nastavku. Dva enzima formiraju mrežu čistača koja se vidi dolje lijevo.

## Genetika 
Prema nekim izvorima, identificirano je nekoliko polimorfizama u MTR genu:
* 2756D→G (Asp919Gly)

## Klinički značaj 
Mutacije u genu MTR identificirane su kao osnovni uzrok nedostatka metilkobalaminu komplementarne grupe G ili nedostatka metilkobalamina cblG tipa. Jedna od posljedica smanjene aktivnosti metionin-sintaze koja se može mjeriti rutinskim kliničkim testovima krvi je megaloblastna anemija.

## Također pogledajte 
* Metiltransferaza
* Arakawinov sindrom II
* 5-Metiltetrahidrofolat (5-Me-THF, 5-Me-H4F, 5-MTHF)
* Betain-homocistein S-metiltransferaza

## Reference
## Dopunska literatura 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 

## Vanjski linkovi 
* GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Disorders of Intracellular Cobalamin Metabolism
* ENZYME: EC 2.1.1.13 
* 

Kategorija:Geni na hromosomu 1
Kategorija:EC 2.1.1
Kategorija:Cinkovi enzimi
Kategorija:Ljudski proteini
Kategorija:Proteomika