URL path: Αρχική σελίδα // Β-Συνθετάση Κυσταθειονίνης (CBS), Γενετικός Έλεγχος

Β-Συνθετάση Κυσταθειονίνης (CBS), Γενετικός Έλεγχος

Η β-συνθετάση της κυσταθειονίνης (CBS) καταλύει τη συμπύκνωση της ομοκυστεΐνης με σερίνη για να σχηματίσει κυσταθειονίνη, η οποία είναι το αρχικό και ταυτόχρονα, το περιοριστικό του ρυθμού, βήμα στην οδό της μεταθείωσης. Η κυσταθειονίνη στη συνέχεια διασπάται από το ένζυμο γ-λυάση της κυσταθειονίνης (CTH) για να σχηματίσει κυστεΐνη, ένα πρόδρομο μόρια της γλουταθειόνης. Εκτός από αυτή την κανονική οδό, η CBS συμμετέχει επίσης στις αντιδράσεις αποθείωσης (δηλαδή απομάκρυνσης του θείου από τα μόρια) που συμβάλλουν στην παραγωγή ενδογενούς υδρόθειου (H2S). Έτσι, η CBS που δρα κυρίως μέσω του ελέγχου της ομοκυστεΐνης και του μεταβολισμού του H2S ασκεί ποικίλες βιολογικές λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένων της μιτοχονδριακής παραγωγής ενέργειας, της οξειδοαναγωγικής ομοιόστασης, της μεθυλίωσης του DNA και της τροποποίησης των πρωτεϊνών. Η απορρύθμιση της CBS και οι επερχόμενες μεταβολές στα επίπεδα της ομοκυστεΐνης και/ή του H2S οδηγεί σε ένα ευρύ φάσμα παθολογικών διαταραχών στο καρδιαγγειακό, το ανοσοποιητικό και το κεντρικό νευρικό σύστημα. Η δραστηριότητα της CBS φαίνεται να παίζει επίσης σημαντικό αλλά πολύπλοκο ρόλο στη βιολογία του καρκίνου.

Το ανθρώπινο γονίδιο CBS, που βρίσκεται στο χρωμόσωμα 21 (21q22.3), κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη 551 αμινοξέων. Η καταλυτική περιοχή του ενζύμου περιλαμβάνει μια θέση δέσμευσης για έναν άλλο συμπαράγοντα, την φωσφορική πυριδοξάλη (PLP). Η CBS εκφράζεται κυρίως στον εγκέφαλο, το ήπαρ, τα νεφρά και το πάγκρεας. Είναι κυρίως κυτταροπλασματικό ένζυμο, αλλά έχει εντοπιστεί και στον πυρήνα και τα μιτοχόνδρια σε συγκεκριμένους τύπους κυττάρων.

Η CBS παίζει κρίσιμο ρόλο στην αποβολή της ομοκυστεΐνης. Οι ασθενείς με ανεπάρκεια CBS εμφανίζουν αυξημένα επίπεδα ομοκυστεΐνης στο πλάσμα.

Η ομοκυστεΐνη είναι ένα μη πρωτεϊνικό αμινοξύ που περιέχει θείο και συνδέεται με το μεταβολισμό της μεθειονίνης και της κυστεΐνης. Η μεθειονίνη μετατρέπεται σε ομοκυστεΐνη μέσω της S-αδενοσυλ μεθειονίνης (SAM) και της S-αδενοσυλ ομοκυστεΐνης (SAH), απελευθερώνοντας μια ομάδα μεθυλίου που χρησιμοποιείται σε πολλές αντιδράσεις μεθυλίωσης. Η ομοκυστεΐνη μπορεί να ξανα-σχηματίσει την μεθειονίνη μέσω της οδού της επαναμεθυλίωσης. Η ομοκυστεΐνη μεταβολίζεται επίσης μη αναστρέψιμα από την CBS σε κυσταθειονίνη που στη συνέχεια μετατρέπεται σε κυστεΐνη μέσω του ενζύμου CTH στην οδό της μεταθείωσης. Ο μεταβολισμός της ομοκυστεΐνης συμβαίνει κυρίως στο ήπαρ και η μετατροπή της σε κυσταθειονίνη από τη CBS αποτελεί την κύρια οδός αποβολής της ομοκυστεΐνης.

Η υπερομοκυστεϊναιμία αναγνωρίζεται ως ανεξάρτητος παράγοντας κινδύνου για τη δημιουργία αθηρωματικής αγγειακής νόσου. Η υπερομοκυστεϊναιμία μπορεί να προκύψει από μεταλλάξεις σε γονίδια που κωδικοποιούν τα ένζυμα της βιοσύνθεσης και του μεταβολισμού της ομοκυστεΐνης ή ανεπάρκειας των βιταμινών που δρουν ως συμπαράγοντες, συμπεριλαμβανομένων των βιταμινών Β12 και Β6. Οι μοριακοί μηχανισμοί που βρίσκονται πίσω από την επαγόμενη από την υπερομοκυστεϊναιμία αθηροσκλήρωση, είναι πολύπλοκοι και πολυπαραγοντικοί. Η αυξημένη συγκέντρωση ομοκυστεΐνης μειώνει τη βιοδιαθεσιμότητα του μονοξειδίου του αζώτου (NO) και προκαλεί οξειδωτικό στρες.

Το γονίδιο CBS εμφανίζει μεγάλο αριθμό μεταλλάξεων και πολυμορφισμών. Ο πολυμορφισμός 844ins68 στη θέση 844 στο γονίδιο CBS διαταράσσει τη δομή της πρωτεΐνης, προκαλώντας μείωση της λειτουργικής δραστηριότητας του ενζύμου. Η μείωση της δραστικότητας του ενζύμου προκαλεί αύξηση της ομοκυστεΐνης στο αίμα και στα ούρα (ομοκυστινουρία).

Ο πολυμορφισμός 844ins68 έχει επίσης συσχετιστεί με άλλα νοσήματα,  συμπεριλαμβανομένων των ελαττωμάτων του νευρικού σωλήνα και τον καρκίνο.

Επιπρόσθετες πληροφορίες
Share it