Tirosina 3-monoossigenasi
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La tirosina 3-monoossigenasi o tirosina idrossilasi (TH) è un enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, che catalizza la seguente reazione:
| tirosina 3-monoossigenasi | |
|---|---|
Modello tridimensionale dell'enzima | |
| Numero EC | 1.14.16.2 |
| Classe | Ossidoreduttasi |
| Nome sistematico | |
| L-tirosina,tetraidrobiopterina:ossigeno ossidoreduttasi (3-idrossilante) | |
| Altri nomi | |
| L-tirosina idrossilasi; tirosina 3-idrossilasi; tirosina idrossilasi | |
| Banche dati | BRENDA, EXPASY, GTD, PDB (RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum) |
| Fonte: IUBMB | |
È la prima reazione della via biosintetica per la sintesi dei neurotrasmettitori della famiglia delle catecolamine, che comprendono la dopamina, la noradrenalina e l'adrenalina.
Il sito attivo contiene ferro(II) mononucleare. La 4a-idrossitetraidrobiopterina generata è in grado di deidratarsi a 6,7-diidrobiopterina, sia spontaneamente che mediante l'azione della 4a-idrossitetraidrobiopterina deidratasi (numero EC 4.2.1.96[1]). La 6,7-diidrobiopterina può essere enzimaticamente ridotta a tetraidrobiopterina, da parte della 6,7-diidropteridina reduttasi (numero EC 1.5.1.34[2]), o lentamente si trasforma nel composto più stabile 7,8-diidrobiopterina.
È un tetramero composto da quattro subunità identiche di 60 kilodaltons ed è un substrato efficace per almeno nove tipi di protein-chinasi. L'enzima è attivato mediante fosforilazione. Un singolo residuo di serina, la numero 40, è bersaglio della PKA, PKG, PKC, CAMK II, chinasi ribosomiali 1 e 2 (Rsk-1, Rsk-2) e persino della acetil-CoA carbossilasi chinasi.
La fosforilazione da parte della CAMK II richiede la presenza del coattivatore proteina 14-3-3beta. Altri residui di serina possono essere fosforilati oltre alla serina 40. La serina 31, ad esempio, può essere fosforilata dalle MAPKs e dalla chinasi ciclo-dipendente Cdk-5. In alcune preparazioni di colture cellulari, la tirosina idrossilasi è fosforilata sulla serina 8 dalla chinasi ciclo-dipendente Cdk-1, mentre la serina 19 diviene bersaglio aggiuntivo delle chinasi Rsk-1 e -2.
Quale sia il significato fisiologico e funzionale di una così complessa regolazione, non è ancora chiaro. La TH è presente nei neuroni del sistema nervoso centrale e periferico che sintetizzano catecolammine. L'enzima è anche presente in elevata quantità nei neuroni che nello sviluppo diventeranno cellule cromaffini del surrene, concentrandosi nei terminali sinaptici. La regolazione della sua fosforilazione è condizionata dagli stimoli che innalzano le concentrazioni di AMP ciclico e ioni calcio. La sintesi delle catecolammine tramite questo enzima limitante della sintesi (rate-limiting) avverrebbe quindi principalmente per fosforilazione dipendente dalla PKA, dalla PKC e dalla CAMK II. Tutti i neurotrasmettitori che, in aggiunta, portano alla attivazione delle MAPKs (risposte biologiche prolungate) potrebbero parimenti controllare la sintesi di noradrenalina e dopamina utili nella stabilizzazione della risposta biologica di partenza.
La chinasi cAMP dipendente, oltre a fosforilare le TH, fosforila anche la proteina CREB, la quale legandosi al sito CRE a monte del gene della TH, ne aumenta la frequenza della trascrizione (perché facilita il legame della RNA polimerasi al promotore del gene).[3]
