Glutamato deshidroxenase

A **glutamato deshidroxenase** (GLDH, GDH) é un encima presente tanto en procariotas coma en mitocondrias de eucariotas que cataliza a reacción de oxidación do glutamato a α-cetoglutarato (tamén chamado 2-oxoglutarato) e amoníaco. As glutamato deshidroxenases coñecidas poden usar como cofactores o NAD+, o NADP+ ou ambos.

:**L-glutamato + H2O + NAD (P)+ \rightleftharpoons α-cetoglutarato + NH3 + NAD(P)H + H+**

Nesa reacción tamén se forma amoníaco, que nos eucariotas é procesado como substrato no ciclo da urea. Tipicamente a reacción inversa desde o α-cetoglutarato a glutamato non ocorre en mamíferos na maioría dos tecidos, xa que o equilibrio favorece a produción de amoníaco e α-cetoglutarato. A glutamato deshidroxenase tamén ten unha afinidade moi baixa polo amoníaco (constante de Michaelis K_m alta arredor de 1 mM). Terían que acumularse niveis tóxicos de amoníaco no corpo para que fose posible a reacción inversa, é dicir, de α-cetoglutarato e amoníaco a glutamato. No cerebro, o encima GLUD2 pode facer a reacción nos dous sentidos. 

En bacterias, o amoníaco é asimilado a aminoácidos a través do glutamato e pola acción de aminotransferases. En plantas, o encima pode funcionar en ambas as direccións dependendo do ambiente e estrés. Son máis valiosas nutricionalmente.

O encima representa unha ligazón clave entre as vías do catabolismo e anabolismo, por iso é tan común nos eucariotas. Nos humanos os xenes relevantes denomínanse GLUD1 (glutamato deshidroxenase 1) e GLUD2 (glutamato deshidroxenase 2), e hai tamén polo menos 8 pseudoxenes GLDH no xenoma humano, o que probablemente reflicte as influencias microbianas durante a evolución dos eucariotas.

 Ficheiro:Glutaminsäure - Glutamic acid.svg|Glutamato
 Ficheiro:Alpha-ketoglutaric acid.png |α-cetoglutarato

## Tipos de GLDH e cofactores 
O NAD+ ou NADP+ son os cofactores que poden utilizar as glutamato deshidroxenases na súa reacción, producindo α-cetoglutarato, amoníaco e os coencimas reducidos.

Baseándose no cofactor que utilizan podemos distinguir tres clases de reaccións das glutamato deshidroxenases, que son:
*  : L-glutamato + H2O + NAD+ \rightleftharpoons α-cetoglutarato + NH3 + NADH + H+
*  : L-glutamato + H2O + NAD(P)+ \rightleftharpoons α-cetoglutarato + NH3 + NAD(P)H + H+
*  : L-glutamato + H2O + NADP+ \rightleftharpoons α-cetoglutarato + NH3 + NADPH + H+

## Regulación da glutamato deshidroxenase 
Nos humanos a actividade da glutamato deshidroxenase é controlada por ADP-ribosilación, unha modificación covalente levada a cabo polo produto do xene sirt4. Esta regulación é relaxada en resposta a restricións calóricas e baixo nivel de glicosa sanguínea. Nesas circunstancias, a actividade da glutamato deshidroxenase elévase para incrementar a cantidade de α-cetoglutarato producido, que pode utilizarse para proporcionar enerxía entrando no ciclo do ácido cítrico onde xerará a produción de ATP. 

En microbios, a actividade é controlada pola concentración de amoníaco e o ión rubidio de similar tamaño, que se une a un sitio alostérico da GLDH e cambia a Km (constante de Michaelis) do encima.

O control da GLDH por ADP-ribosilación é especialmente importante nas células β pancreáticas produtoras de insulina. As células beta segregan insulina en resposta a un incremento da proporción ATP:ADP, e, a medida que os aminoácidos son transformados pola GLDH en α-cetoglutarato, esta proporción aumenta e segrégase máis insulina. A SIRT4 é necesaria para regular o metabolismo dos aminoácidos como un método de control da secreción de insulina e regulación dos niveis de glicosa.

Carl Frieden descubriu que a glutamato deshidroxenase do figado bovino está regulada por nucleótidos a finais da década de 1950 e principios da de 1960.

 Ademais de describir os efectos de nucleótidos como o ADP, ATP e GTP, describiu en detalle os diferentes comportamentos cinéticos do NADH e NADPH na reacción. Por isto foi un dos primeiros encimas no que se describiu o que despois se chamaría comportamento alostérico.

As mutacións que alteran o sitio de unión alostérica do GTP causan a activación permanente da glutamato deshidroxenase e conducen a unha síndrome de hiperinsulinismo-hiperamonemia.

### Regulación 
Regulación alostérica:

Esta proteína pode usar o modelo da morfeeína da regulación alostérica.

Inhibidores alostéricos:
* Guanosín trifosfato (GTP)
* Adenosín trifosfato (ATP)
* Palmitoíl-CoA
* Zn2+

Activadores:
* Adenosín difosfato (ADP)
* Leucina
* L-isoleucina
* L-valina
* Guanosín difosfato

Outros inhibidores:
* EGCG

Ademais, a GLDH de ratos mostra inhibición de substrato pola cal a actividade da GLDH descende con altas concentracións de glutamato.

Pode utilizarse un inmunoensaio encimático (EIA) para a glutamato deshidroxenase como ferramenta de cribado en pacientes con infección por *Clostridioides difficile*. O encima exprésase constitutivamente na maioría das cepas de *C. difficile* e pode así ser detectado doadamente nas feces. A diagnose confírmase xeralmente facendo seguidamente un EIA para as toxinas A e B de *C. difficile*.

## Papel no fluxo de nitróxeno 
A incorporación de amoníaco nos animais e microbios ocorre por medio das accións da glutamato deshidroxenase e da glutamina sintetase. O glutamato desempeña un papel central no fluxo do nitróxeno en mamíferos e microbios, servindo como doante e aceptor de nitróxeno.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
* Reacción anaplerótica

### Ligazóns externas 
*