ASS (gen)

**Argininosukcinat-sintaza** ili **sintetaza** (**ASS**; EC 6.3.4.5) je enzim koji katalizira sintezu argininosukcinata iz citrulina i aspartata. Kod ljudi kodirasna je genom **ASS** koji se nalazi na hromosomu 9.

ASS je odgovoran za treći korak ciklusa ureje i jednu od reakcija ciklusa citrulin-NO.

## Ekspresija
Sekvenca Gena ASS ima dužinu od najmanje 65 kb, uključujući najmanje 12 intronA. Kod ljudi, *ASS* je ekprimiran uglavnom u ćelijama jetre i bubrega.

## Mehanizam 
U prvom koraku katalizirane reakcije, citrulin napada α-fosfat ATP, kako bi formirao citrulin-adenilat, reaktivni međuprodukt. Vezivanje AMP-a za ureido (sličan ureji) grupu na citrulinu aktivira karbonilni centar za kasniji nukleofilni napad. Ova aktivacija olakšava drugi korak, u kojem α-amino grupa aspartata napada ureido grupu. Napad aspartatom je korak ograničavanja brzine reakcije. Ovaj korak proizvodi slobodne AMP i L-argininosukcinat.

Termodinamički, adenilacija citrulinske ureido grupe je povoljnija od analogne fosforilacije. Osim toga, napad citrulina na α-fosfat ATP-a proizvodi ekvivalentni pirofosfat, koji se može hidrolizirati u termodinamički povoljnoj reakciji, kako bi se osigurala dodatna energija za podsticanje adenilacije.

## Struktura 
### Kvaternarna 
Argininosukcinat-sintetaza je homotetramer, pri čemu se svaka podjedinica sastoji od 412 ostataka. Interfejsi između podjedinica sadrže niz slane mostove i vodikove veze, a C-kraj svake podjedinice uključen je u oligomerizaciju, interakcijom sa C-krajevima i domena vezanja nukleotida drugih podjedinica.

### Aktivno mjesto 
Kristali rendgenskih zraka stvorene su strukture za argininosukcinat-sintetazu iz *Thermus thermophilus *, *E. coli*, * Thermotoga maritime* i *Homo sapiens*. U ASS -u * T. thermophilus*, *E. coli* i *H. sapiens*, citrulin i aspartat čvrsto su vezani u aktivnom mjestu, interakcijom s ostacima serina i arginina; interakcije supstrata s ostalim ostacima na aktivnom mjestu variraju ovisno o vrsti. U *T. thermophilus*,  ureido grupa citrulina premještena je tokom nukleofilnog napada, kako bi se postigla dovoljna blizina α-fosfata ATP-a. Struktura argininosukcinat-sintetaze sa vezanim ATP-om na aktivnom mjestu nije postignuta, iako modeliranje sugerira da je udaljenost između ATP-a i ureido grupe citrulina manja u ljudskoj argininosukcinat-sintetazi nego u *E. coli*, pa je vjerovatno da je za katalizu potrebna znatno manja konformacijska promjena.

### Sinteza arginina 
Transformacija citrulina u argininosukcinat je korak koji ograničava brzinu sinteze arginina. Aktivnost argininosukcinat-sintetaze u sintezi arginina uglavnom se javlja u vanjskoj mitohondrijskoj membrani periportnih jetrenih ćelija kao dio ciklusa ureje, s tim da se određena aktivnost javlja u  ćelijama bubrežne kore . Također je "in vitro" dokazano da arginin snižava ekspresiju argininosukcinat-sintetaze, dok je citrulin regulira. Emerging evidence suggests that ASS may also be subject to regulation by phosphorylation at the Ser-328 residue by protein kinase C-α and by nitrosylation at the Cys-132 residue by nitric oxide synthase. U genu ASS identificirano je najmanje 50 mutacija koje uzrokuju citrullinemiju tipa I. Većina ovih mutacija zamjenjuje jednu aminokiselinu drugom u ASS -u. Ove mutacije vjerojatno utiču na strukturu enzima i njegovu sposobnost vezanja za citrulin, aspartat i druge molekule. Nekoliko mutacija dovodi do proizvodnje abnormalno kratkog enzima koji ne može učinkovito odigrati svoju ulogu u ciklusu ureje.

Defekti ASS -a ometaju treći korak ciklusa ureje, sprečavajući jetru da prerađuje višak dušika u ureu. Kao rezultat toga, dušik (u obliku amonijaka) i drugi nusprodukti ciklusa ureje (poput citrulina) nakupljaju se u krvotoku. Amonijak je otrovan, posebno za nervni sistem. Akumulacija amonijaka u prvih nekoliko dana života dovodi do lošeg hranjenja, povraćanja, napada i drugih znakova i simptoma citrullinemije tipa I.

Liječenje ovog defekta uključuje dijetu sa niskim sadržajem proteina i dodatak prehrani sa argininom i fenilacetatom. Arginin dopušta da se ciklus ureje završi sam, stvarajući podloge potrebne za izvorno učvršćivanje amonijaka. To će smanjiti pH krvi. Osim toga, fenilacetat reagira s rezervnim glutaminom, rezultirajući fenilacetoglutaminom, koji se može izlučiti bubrezima.

### Kancer 
U genu ASS identificirano je najmanje 50 mutacija s koje uzrokuju citrullinemiju tipa I. Većina ovih mutacija zamjenjuje jednu aminokiselinu drugom u ASS -u. Ove mutacije vjerojatno utiču na strukturu enzima i njegovu sposobnost vezanja za citrulin, aspartat i druge molekule. Nekoliko mutacija dovodi do proizvodnje abnormalno kratkog enzima koji ne može učinkovito obaviti svoju ulogu u ciklusu ureje.

Defekti ASS -a ometaju treći korak ciklusa ureje, sprječavajući jetru da prerađuje višak dušika u ureu. Kao rezultat toga, dušik (u obliku amonijaka) i drugi nusprodukti ciklusa uree (poput citrulina) nakupljaju se u krvotoku. Amonijak je otrovan, posebno za nervni sistem. Akumulacija amonijaka u prvih nekoliko dana života dovodi do lošeg hranjenja, povraćanja, napadaja i drugih znakova i simptoma citrullinemije tipa I.

Liječenje ovog defekta uključuje dijetu sa niskim sadržajem proteina i dodatak prehrani sa argininom i fenilacetatom. Arginin dopušta da se ciklus uree završi sam, stvarajući podloge potrebne za izvorno učvršćivanje amonijaka. To će smanjiti pH krvi. Osim toga, fenilacetat reagira s rezervnim glutaminom, rezultirajući fenilacetoglutaminom, koji se može izlučiti bubrezima., and melanoma. Naprimjer, defekti ASS -a javljaju se u 87% karcinoma gušterače. Ćelije raka stoga ne mogu sintetizirati dovoljno arginina za svoje procese, pa se moraju oslanjati na arginin u prehrani. Pokazalo se da iscrpljivanje arginina u plazmi upotrebom arginin-deiminaza dovodi do regresije tumora kod miševa.

## Također pogledajte 
* Citrulinemija
* Ciklus ureje
* Sintetaza

## Reference 
## Vanjski linkovi 
*GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Argininosuccinate Synthetase Deficiency; ASS Deficiency; Argininosuccinic Acid Synthetase Deficiency; CTLN1; Citrullinemia, Classic

Kategorija:EC 6.3.4
Kategorija:Ciklus ureje
Kategorija:Geni na hromosomu 9
Kategorija:Ljudski proteini
Kategorija:Enzimi
Kategorija:Proteomika