Ornitina aminotransferasa
La ornitina aminotransferasa (OAT) es una enzima presente en la matriz mitocondrial, que está implicada en la formación final de prolina a partir de la ornitina. La ornitina aminotransferasa forma el intermediario inicial en este proceso. Cataliza la reacción inversa también, y es por tanto esencial en la creación de ornitina a partir del sustrato de partida prolina. El glutamato actúa como el donante de aminas para la ornitina aminotransferasa, formando α-cetoglutarato. En la dirección inversa, el α-cetoglutarato acepta el grupo amino, formando glutamato, y conduce a la conversión final de prolina en ornitina.
La ornitina aminotransferasa cataliza la siguiente reacción:
L-ornitina + un ácido 2-oxo = L-glutamato 5-semialdehído + un L-aminoácido
La enzima OAT es activa en los centros de producción de energía de las células (mitocondrias), donde ayuda a convertir la ornitina en otra molécula llamada pirrolina-5-carboxilato (P5C). El P5C puede ser convertido en los aminoácidos glutamato y prolina.
Esta enzima se encuentra en bacterias con bajo contenido en guanina y citosina (bajo GC), donde es responsable de la cuarta etapa en la biosíntesis de la arginina, y en la matriz mitocondrial de los eucariotas, donde controla los niveles de L-ornitina en los tejidos.
La enzima OAT se expresa en muchos tejidos, incluyendo el hígado, el riñón, el intestino delgado, el cerebro y los ojos. Las enzimas OAT del hígado y del riñón difieren significativamente en su regulación, y en un principio se creyó que eran dos enzimas diferentes. Sin embargo, la secuenciación del ADN demostró que ambas enzimas están codificadas por un único gen.
La ornitina aminotransferasa humana se purificó a partir de hígado, y se encontró que es bastante similar a la enzima OAT de rata. La actividad específica de la enzima purificada fue de 33 unidades/mg de proteína.
Mutaciones en el gen de la ornitina aminotransferasa
En humanos, la deficiencia hereditaria de ornitina aminotransferasa provoca niveles elevados en la concentración intraocular de ornitina, que son responsables del trastorno de la retina conocido como atrofia girada, y afecta al sistema nervioso central y periférico. Esta deficiencia se hereda en un forma autosómica recesiva.
Se han encontrado más de 60 mutaciones en el gen de la ornitina aminotransferasa, que causan atrofia girada de la coroides y la retina (a menudo abreviado como "atrofia girada"). Estas mutaciones dan como resultado una cantidad reducida de enzima OAT funcional. La falta de esta enzima impide la conversión de ornitina en P5C. Como resultado, se acumula un exceso de ornitina en la sangre (hiperornitinemia), y se produce menos P5C de lo normal.
No está claro cómo estos cambios resultan en la pérdida progresiva de la visión y las demás características a veces asociadas con la atrofia girada. Los investigadores han sugerido que una deficiencia de P5C puede interferir con la función de la retina, el tejido especializado sensible a la luz que recubre la parte posterior del ojo. También se ha sugerido que el exceso de ornitina puede suprimir la producción de una molécula llamada creatina. La creatina es necesaria para que muchos tejidos del cuerpo almacenen y utilicen la energía correctamente. La creatina también está involucrada en la provisión de energía para la contracción muscular, y es importante en el funcionamiento del sistema nervioso.
Los síntomas de la atrofia girada incluyen una visión pobre de noche o con poca luz, y pérdida de la visión periférica. Los pacientes pueden tener una buena visión central a mediana edad, pero, sin embargo, se produce ceguera total generalmente entre las edades de 40 y 60 años.
Hay dos formas diferentes de deficiencia en la ornitina aminotransferasa, una que es sensible a suplementos de vitamina B6 y otra que no lo es. A los pacientes que responden se les puede recetar suplementos de vitamina B6. A los que tienen la forma que no responde a vitamina B6 se les puede recomendar mantener una dieta baja en proteínas. Estudios recientes también han investigado el beneficio del aumento en la ingesta de lisina. El objetivo de estas modificaciones de la dieta es reducir los niveles plasmáticos de ornitina.