OSN-SAbstraktOSN-E

AST (aspartátaminotransferáza) je buněčný enzym, vyskytující se jako cytoplazmatický a mitochondriální izoenzym. Katalyzuje přenos aminoskupiny z L-aspartátu na 2-oxoglutarát za vzniku oxalacetátu a L-glutamátu. Reakce je volně reverzibilní, uplatňuje se při syntéze, odbourávání i přeměně aminokyselin. Se svým koenzymem pyridoxalfosfátem se tak AST podílí na metabolizmu dusíku v organizmu, význam má i při transportu redukčních ekvivalentů přes vnitřní mitochondriální membránu. V největší míře je obsažen v myokardu, kosterním svalu a v hepatocytech. Při poškození buňky se ve zvýšené míře do krve vyplavuje nejprve cytoplazmatický izoenzym, při těžkém poškození se v krvi zvyšuje i aktivita AST z mitochondrií. Stanovení katalytické aktivity AST v séru se využívá hlavně k posouzení onemocnění jater, enzym nemá žádný význam pro diagnostiku poruch myokardu.

OSN-STerminologieOSN-E

Aspartátaminotransferáza; systematický název: L‑aspartát : 2‑oxoglutarát aminotransferáza

OSN-SSynonymaOSN-E

AST, aspartátaminotransferasa, aspartáttransamináza, GOT, glutamát‑oxalacetát transamináza, glutamát‑aspartát transamináza, transamináza A

OSN-SKlasifikační kódyOSN-E

EC 2.6.1.1 (kódové číslo přiřazované enzymům Komisí pro názvosloví při Mezinárodní unii pro biochemii a molekulární biologii ‑ IUBMB. Číslování zavedeno v roce 1961, EC = Enzyme Commission)

OSN-SOdkazy na jiné relevantní dokumenty, další informaceOSN-E

AST v séru

ALT v séru

ALT

OSN-SChemická a fyzikální charakteristika, struktura a povaha analytuOSN-E

Enzym, vyskytuje se jako homodimer. Jeho koenzymem je pyridoxalfosfát ‑ derivát vitaminu B₆ (pyridoxin). Kromě L‑aspartátu a L‑glutamátu přeměňuje také L‑tyrozin, L‑fenylalanin a L‑tryptofan. Katalýza je kovalentní, probíhá tzv. ping‑pong mechanizmem. Pyridoxalfosfát vytváří s apoenzymem Schiffovu bázi (vazba mezi oxoskupinou koenzymu a e‑aminoskupinou lyzinu proteinové části enzymu), která je během katalýzy vystřídána stejným typem vazby k přeměňované aminokyselině. Během přeměny aminokyseliny na oxokyselinu je tak pyridoxalfosfát poután k aktivnímu centru enzymu jen pomocí iontových a hydrofóbních interakcí.

Jsou známé dvě formy AST, lišící se svými fyzikálně‑chemickými vlastnostmi: cytoplazmatická a mitochondriální frakce. Tyto proteiny jsou kódovány rozdílnými geny, jde tedy o cytoplazmatický a mitochondriální izoenzym.

OSN-SRole v metabolismuOSN-E

Podle názvosloví enzymů patří AST mezi transferázy (2. třída enzymů, viz. EC 2.x.x.x) přenášející dusíkaté skupiny (EC x.6.x.x), konkrétně aminoskupinu (EC x.x.1.x). Podílí se tedy na metabolizmu dusíku. Katalyzuje přenos aminoskupiny z L‑aspartátu na 2‑oxoglutarát za vzniku oxalacetátu a L‑glutamátu. Jde o tzv. transaminační reakci mezi aminokyselinou a oxokyselinou, současně dochází k oxidoredukci. Obecně tak vzniká z aminokyseliny oxokyselina a z oxokyseliny aminokyselina.

Rovnovážná konstanta transaminačních reakcí se blíží jedné, takže reakce je volně reverzibilní (odtud např. název GOT). Proto má tato reakce význam jak při syntéze (tvorbě aminokyselin z jejich ketoanalog), tak při odbourávání aminokyselin. Před odbouráním uhlíkaté kostry aminokyseliny v citrátovém cyklu je potřeba zbavit se aminodusíku. Přenosem aminoskupiny na 2‑oxoglutarát vzniká glutamová kyselina, která je jako jediná schopná oxidační deaminace. Aminodusík se tak uvolní z organické molekuly aminokyseliny ve formě amoniaku. Glutamát kromě deaminace může přijmout ještě další aminoskupinu do své molekuly. Vzniká tak glutamin, který se významně podílí na odstranění toxického amoniaku z organizmu.

Aspartátaminotransferázová reakce se podílí také na tzv. člunkovém mechanizmu (substrate shuttle), který se uplatňuje při transportu redukčních ekvivalentů přes vnitřní mitochondriální membránu. Vnitřní mitochondriální membrána je nepropustná pro molekulu koenzymu NAD. Redukovaná forma tohoto koenzymu vzniká při oxidačních reakcích v cytoplazmě, např. v glykolýze nebo při oxidaci ethanolu na acetaldehyd. Za aerobních podmínek se NADH reoxiduje v dýchacím řetězci, lokalizovaném na vnitřní mitochondriální membráně. Ve skutečnosti však nejde o tutéž molekulu NADH, vzniklou v cytoplazmě. Pomocí člunkového mechanizmu, zvaného malátaspartátový člunek, je pomocí cytoplazmatického NADH zredukován oxalacetát na malát. Ten je pomocí přenašeče dikarboxylových kyselin ve vnitřní mitochondriální membráně přenesen do matrix mitochondrie, kde je opět oxidován na oxalacetát za současné redukce mitochondriálního NAD⁺ na NADH. Pro uzavření cyklu je třeba, aby se oxalacetát vrátil zpět do cytoplazmy. Za katalýzy AST dochází k jeho přeměně na aspartát, který se pomocí přenašeče v mitochondriální membráně vrací zpět do cytoplazmy.

OSN-SZdroj (syntéza, příjem)OSN-E

Syntéza proteinové molekuly cytoplazmatického izoenzymu (412 aminokyselin, M_r = 46 116) probíhá na ribozómech. Gen GOT1 je na 10. chromosomu. Syntéza mitochondriálního izoenzymu (430 aminokyselin, M_r = 47 475) probíhá také na ribosomech v cytoplazmě, odkud je pak po posttraslační modifikaci transportován do mitochondrie (dimer má M_r asi 90 000). Gen GOT2 se nachází na 16. chromosomu.

OSN-SDistribuce v organismu, obsah ve tkáníchOSN-E

AST je buněčný enzym, tj. svou katalytickou úlohu plní v buňce. Jeho aktivitu nalézáme však i v séru. Do krve se dostává z běžného obratu buněk, které tento enzym obsahují. Přibližně stejná aktivita AST je v myokardu a v kosterním svalu. Dále se ve větším množství nachází v játrech, kosterním svalu, ledvinách, pankreatu, slezině, plicích a erytrocytech. V hepatocytu je 35 % z celkové aktivity AST lokalizováno v cytoplazmě, 65% tvoří mitochondriální izoenzym. Ke zvýšení aktivity AST v séru dochází již při zvýšení permeability buněčné membrány, jedná se o vyplavení cytoplazmatického izoenzymu. Při těžším poškození buněk se do krve vyplavuje i mitochondriální izoenzym. Za fyziologických podmítek tvoří mitochondriální AST asi 12 % z celkové aktivity AST v séru. Poměr aktivity AST ve tkáni k aktivitě v séru je pro uvedené tkáně následující: 8 000 (myokard), 7 000 (játra), 500 (plíce), 50 (erytrocyty).

OSN-SBiologický poločasOSN-E

17 hodin. Mitochondriální izoenzym se odbourává rychleji než cytoplazmatický.

OSN-SKontrolní (řídící) mechanismyOSN-E

Aktivitu aminotransferáz zvyšují glukokortikoidy (indukují syntézu enzymu).

OSN-SLiteraturaOSN-E

Barrett, A. J. a kol.: Enzyme Nomenclature. Academic Press, Inc., San Diego, 1992. ISBN 0‑12‑227165‑3

Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4^th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2

Racek, J. et al: Klinická biochemie, 1. vydání. Galén, Praha, 1999. ISBN 80‑7262‑023‑1. Karolinum, Praha, 1999. ISBN 80‑7184‑971‑5

Jacobs, D. S. (editor): Laboratory Test Handbook, 3^rd ed. with Key Word Index. Lexi‑Comp Inc., Hudson, 1994. ISBN 0‑916589‑12‑9

Masopust, J.: Klinická biochemie. Požadování a hodnocení biochemických vyšetření. Karolinum, Praha, 1998. ISBN 80‑7184‑649‑3

ExPASy, Enzyme Nomenclature Database [online]. Swiss Institute of Bioinformatics, Ženeva, release 27.0, říjen 2001(cit. listopad 2001). Dostupné z URL http://www.expasy.ch/enzyme

OSN-SAutorské poznámkyOSN-E

Vladimíra Kvasnicová

recenzoval Jaroslav Racek