Biosinteza karnitina

**Biosinteza karnitina** je proces za endogenu proizvodnju L-karnitina, molekule koji je bitna za energetski metabolizam. Kod ljudi i mnogih drugih životinja L-karnitin se dobija i iz hrane i biosinteze. Put biosinteze karnitina je visoko konzerviran među mnogim eukariotima i nekim prokariotima.

L-karnitin se biosintetizira iz *N*ε-trimetillizina. Barem četiri enzima su uključena u cjelokupni biosintetski put. Oni su *N*ε -trimetillizin-hidroksilaza, 3-hidroksi-*N*εtrimetillizin aldolaza, 4-*N*-trimetilaminobutiraldehid-dehidrogenaza i γ-butirobetain hidroksilaza.

## *N*ε -Trimetillizin hidroksilaza 
Prvi enzim L-karnitin, dobijen biosintetskim putem je * N *  ε  -trimetillizin hidroksilaza, gvožđe i 2-oksoglutarat (2OG) -zavisna oksigenaza kojoj je također potreban askorbat. *N*ε-trimetillizin-hidroksilaza katalizira hidroksilacijsku reakciju *N*ε-trimetillizina u 3-hidroksi-*N*ε-trimetillizin.

Sadašnja  konsenzusna teorija o porijeklu *N*ε -trimetillizina kod sisara je da  kao polaznu osnovu za biosintezu karnitina koriste lizosomsku ili proteasomsku razgradnja proteina, koji sadrže *N*ε -trimetillizinske ostatke. Predložena je i alternativna teorija koja uključuje endogenu nepeptidilnu biosintezu, na osnovu dokaza prikupljenih iz istraživanje o ljudskim subjektima, koja uključuje ishranu normalnih i nedovoljno hranjenih ljudi aminokiselinama lizinom. Iako *N*ε-trimetillizinov biosintetski put uključuje *N*ε-trimetillizin metiltransferazu u potpunosti okarakteriziran je u gljivica, uključujući i  plijesan *Neurospora crassa*, takav biosintetski put nikada nije pravilno okarakteriziran kod sisara ili ljudi. Treća teorija o porijeklu *N*ε-trimetillizina kod sisara uopće ne uključuje biosintezu, nego direktan unos iz biljne hrane. Tečna hromatografija visokih performansi (HPLC) potvrdila je da povrće sadrži značajnu količinu *N*ε-trimetillizina.

## 3-Hidroksi-*N*ε-trimetillizin-aldolaza
Drugi korak biosinteze L-karnitina zahtijeva enzim 3-hidroksi-*N*ε-trimetillizin aldolazu. Ovaj enzim ovisi piridoksal-fosfatnoj aldolazi, a katalizira razlaganje 3-hidroksi-*N*ε-trimetillizina u 4-N-trimetilaminobutiraldehid i glicin.

Stvarni  identitet 3-hidroksi-*N*ε-trimetillizin aldolaze je neuhvatljiv i gen sisara koji kodira 3-hidroksi-*N*ε- trimetillizin aldolazu nije identificiran. 3-hidroksi-*N*ε-trimetillizin aldolazna aktivnost dokazana je i za L-treonin aldolazu i serin-hidroksimetiltransferazu, iako treba utvrditi da li je ovo glavna katalitska aktivnost ovih enzima.

## 4-*N*-trimetilaminobutiraldehid dehidrogenaza 
Treći enzim u biosintezi L-karnitina je 4-* N*-trimetilaminobutiraldehid dehidrogenaza. 4-*N*-4-trimetilamoniobutiraldehid-dehidrogenaza je NAD+-ovisni enzim.  Ona katalizira dhidrogenaciju 4 -* N*-trimetilaminobutiraldehida u gama-butirobetain.

Za razliku od 3-hidroksi-* N*ε-trimetillizin aldolaze, 4 -*N*- trimetilaminobutiraldehid dehidrogenaza je identificirana i prečišćen iz mnogih izvora, uključujući pacova. and *Pseudomonas*. Međutim, ljudska 4-* N*-trimetilaminobutiraldehid dehidrogenaza do sada nije identificirana. Postoji značajna sličnost sekvenci između 4-* N*- trimetilaminobutiraldehid dehidrogenaze i ljudske aldehid-dehidrogenaze aldehid 9, ali pravi identitet 4-*N*-trimetilaminobutiraldehid dehidrogenaze tek treba utvrditi.

## γ-Butirobetain hidroksilaza 
Završni korak biosinteze L-karnitina je djelovanje γ-butirobetain hidroksilaze, cinkovog enzima koji je utvrđen. Slično *N*ε-trimetillizin hidroksilazi, γ-butirobetain hidroksilaza je 2-oksoglutarat i oksigenaza-ovisna od gvožđa (II). γ-butirobetain hidroksilaza katalizira stereospecifičnu hidroksilaciju γ-butirobetaina u L-karnitin.

γ-butirobetain hidroksilaza je najviše proučavani enzim među četiri enzima na biosintetskom putu. Prečišćen je iz mnogih izvora, kao što su *Pseudomonas*
, pacov, govedo, zamorac  i čovjek. Rekombinantna ljudska γ-butirobetain hidroksilaza također je proizvedena u *Escherichia coli* i bakulovirusnim sistemima.

a kod ljudi.]]

## Reference 
Kategorija:Biosinteza
Kategorija:Biološki procesi