Carnitine biosynthesis
कार्निटाइन जैवसंश्लेषण एल-कार्निटाइन के अंतर्जात उत्पादन के लिए एक विधि है, एक अणु जो ऊर्जा चयापचय के लिए आवश्यक है। मनुष्यों और कई अन्य जानवरों में, एल-कार्निटाइन आहार और जैव संश्लेषण दोनों से प्राप्त किया जाता है। कार्निटाइन जैवसंश्लेषण मार्ग कई यूकेरियोट्स और कुछ प्रोकैरियोट्स के बीच अत्यधिक संरक्षित है। एल-कार्निटाइन को एन. ई.-ट्राइमिथाइललाइसिन से जैवसंश्लेषित किया जाता है। समग्र जैवसंश्लेषक मार्ग में कम से कम चार एंजाइम शामिल होते हैं। वे हैं एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन हाइड्रॉक्सिलेस, 3-हाइड्रॉक्सी-एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन एल्डोलेस, 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड डिहाइड्रोजनेज और γ-ब्यूट्रोबेटाइन हाइड्रॉक्सिलेस। एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन हाइड्रॉक्सिलेस एल-कार्निटाइन जैवसंश्लेषक मार्ग का पहला एंजाइम एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन हाइड्रॉक्सिलेस है, जो एक लोहा और 2-ऑक्सोग्लूटेरेट (2ओजी)-निर्भर ऑक्सीजन है जिसके लिए एस्कॉर्बेट की भी आवश्यकता होती है। एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन हाइड्रॉक्सिलेस, एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन की हाइड्रॉक्सिलेशन प्रतिक्रिया को 3-हाइड्रॉक्सी-एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन में उत्प्रेरित करता है। स्तनधारियों में एन. ई.-ट्राइमिथाइललाइसिन की उत्पत्ति के बारे में वर्तमान सर्वसम्मति सिद्धांत यह है कि स्तनधारी कार्निटाइन जैवसंश्लेषण के लिए प्रारंभिक बिंदु के रूप में एन. ई.-ट्राइमिथाइललाइसिन अवशेष वाले प्रोटीन के लाइसोसोमल या प्रोटीजॉमल क्षरण का उपयोग करते हैं। एमिनो एसिड लाइसिन के साथ सामान्य और अल्पपोषित मानव विषयों को खिलाने से जुड़े एक अध्ययन से एकत्र किए गए साक्ष्य के आधार पर अंतर्जनित गैर-पेप्टिडाइल जैव संश्लेषण से जुड़े एक वैकल्पिक सिद्धांत का भी प्रस्ताव किया गया था। हालांकि न्यूरोस्पोरा क्रासा सहित कवक में एन. ई.-ट्राइमिथाइललाइसिन मिथाइलट्रांसफेरेज से जुड़े एन. ई.-ट्राइमिथाइललाइसिन जैवसंश्लेषक मार्ग को पूरी तरह से चिह्नित किया गया है, लेकिन स्तनधारियों या मनुष्यों में इस तरह के जैवसंश्लेषक मार्ग को कभी भी ठीक से चिह्नित नहीं किया गया है। स्तनधारियों में एन. ई.-ट्राइमिथाइललाइसिन की उत्पत्ति के बारे में एक तीसरे सिद्धांत में जैव संश्लेषण बिल्कुल भी शामिल नहीं है, लेकिन इसमें वनस्पति खाद्य पदार्थों से सीधे आहार का सेवन शामिल है। उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (एच. पी. एल. सी.) विश्लेषण ने पुष्टि की है कि सब्जियों में एन. ई.-ट्राइमिथाइललाइसिन की महत्वपूर्ण मात्रा होती है। 3-हाइड्रॉक्सी-एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन एल्डोलेस एल-कार्निटाइन जैवसंश्लेषण के दूसरे चरण में 3-हाइड्रॉक्सी-एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन एल्डोलेस एंजाइम की आवश्यकता होती है। 3-हाइड्रॉक्सी-एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन एल्डोलेस एक पायरिडोक्सल फॉस्फेट पर निर्भर एल्डोलेस है, और यह 3-हाइड्रॉक्सी-एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन के दरार को 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड और ग्लाइसिन में उत्प्रेरित करता है। 3-हाइड्रॉक्सी-एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन एल्डोलेस की वास्तविक पहचान मायावी है और 3-हाइड्रॉक्सी-एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन एल्डोलेस को कूटबद्ध करने वाले स्तनधारी जीन की पहचान नहीं की गई है। एल-थ्रोनिन एल्डोलेस और सेरीन हाइड्रॉक्सीमिथाइलट्रांसफेरेज दोनों में 3-हाइड्रॉक्सी-एनई-ट्राइमिथाइललाइसिन एल्डोलेस गतिविधि का प्रदर्शन किया गया है, हालांकि यह इन एंजाइमों की मुख्य उत्प्रेरक गतिविधि है या नहीं, यह स्थापित किया जाना बाकी है। 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड डिहाइड्रोजनेज एल-कार्निटाइन जैवसंश्लेषण का तीसरा एंजाइम 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड डिहाइड्रोजनेज है। 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड डिहाइड्रोजनेज एक एन. ए. डी. + आश्रित एंजाइम है। 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड डिहाइड्रोजनेज 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड के गामा-ब्यूट्रोबेटाइन में निर्जलीकरण को उत्प्रेरित करता है। 3-हाइड्रॉक्सी-एनई-ट्राइमिथाइललाइसिन एल्डोलेस के विपरीत, 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड डिहाइड्रोजनेज की पहचान की गई है और चूहे और स्यूडोमोनास सहित कई स्रोतों से शुद्ध किया गया है। हालाँकि, मानव 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड डिहाइड्रोजनेज की अब तक पहचान नहीं की गई है। चूहा 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड डिहाइड्रोजनेज और मानव एल्डिहाइड डिहाइड्रोजनेज 9 के बीच काफी अनुक्रम समानता है, लेकिन 4-एन-ट्राइमिथाइलामिनोब्यूट्रियलडिहाइड डिहाइड्रोजनेज की वास्तविक पहचान स्थापित की जानी बाकी है। γ-ब्यूट्रोबेटाइन हाइड्रॉक्सिलेस एल-कार्निटाइन बायोसिंथेसिस का अंतिम चरण γ-ब्यूट्रोबेटाइन हाइड्रॉक्सिलेस है, जो एक जिंक बाइंडिंग एंजाइम है। एन. ई.-ट्राइमिथाइलसाइन हाइड्रॉक्सिलेस की तरह, γ-ब्यूट्रोबेटाइन हाइड्रॉक्सिलेस एक 2-ऑक्सोग्लूटेरेट और आयरन (II)-निर्भर ऑक्सीजनेस है। γ-ब्यूट्रोबेटाइन हाइड्रॉक्सिलेस एल-कार्निटाइन में γ-ब्यूट्रोबेटाइन के स्टीरियोस्पेसिफिक हाइड्रॉक्सिलेशन को उत्प्रेरित करता है। γ-ब्यूट्रोबेटाइन हाइड्रॉक्सिलेस जैवसंश्लेषक मार्ग में चार एंजाइमों में सबसे अधिक अध्ययन किया गया एंजाइम है। इसे कई स्रोतों से शुद्ध किया गया है, जैसे कि स्यूडोमोनास, चूहा, गाय, गिनी सुअर और मानव। एस्चेरिचिया कोलाई और बैकुलोवायरस प्रणालियों द्वारा पुनः संयोजक मानव γ-ब्यूट्रोबेटाइन हाइड्रॉक्सिलेस का भी उत्पादन किया गया है। संदर्भ जैवसंश्लेषण