Transaminasi

Le transaminasi (o aminotransferasi) sono una sotto-sottoclasse di enzimi (appartenenti alla classe delle transferasi e aventi numero EC 2.6.1^[1]) predisposti a catalizzare la reazione di transaminazione, ovvero il trasferimento del gruppo amminico α da un amminoacido a un α-chetoacido.

La scoperta delle transaminasi avvenne all'Università di Napoli nel 1955 grazie alle ricerche di Fernando De Ritis, Mario Coltorti e Giuseppe Giusti.^[2]^[3]^[4]

Caratteristiche

Le transaminasi sono usate in medicina soprattutto al fine di evidenziare la presenza o meno di un danno epatico, e i loro valori normali sono indicati nei referti di laboratorio e variano a seconda della metodica analitica adottata. Le transaminasi più note sono due:

la glutammato-ossalacetato transaminasi, GOT (dall'inglese Glutamic Oxaloacetic Transaminase), detta anche aspartato aminotransferasi, AST.
la glutammato-piruvato transaminasi, GPT, detta anche alanina aminotransferasi, ALT.

Reazioni di transaminazione

La reazione di transaminazione indicata nella definizione è la prima tappa del catabolismo degli amminoacidi e serve a incanalare gruppi amminici verso l'α-chetoglutarato al fine di trasformarlo in glutammato, il quale poi verrà sottoposto a una reazione di deaminazione ossidativa (catalizzata dalla glutammato deidrogenasi) per formare uno ione ammonio che sarà utilizzato per generare urea.

La reazione catalizzata dalle transaminasi è la seguente:

Amminoacido (1) + α-Chetoacido (1) ⇔ α-Chetoacido (2) + Amminoacido (2)

Nelle cellule esistono molti tipi di transaminasi le quali utilizzano α-chetoglutarato come accettore del gruppo amminico ma divergono tra loro per la specificità nei confronti dell'amminoacido utilizzato. Le reazioni catalizzate da tali enzimi sono tutte facilmente reversibili (la loro costante di equilibrio, in effetti, è molto vicina a 1).

Tutte le transaminasi utilizzano lo stesso gruppo prostetico, il piridossal fosfato, forma coenzimatica della vitamina B6, quale trasportatore temporaneo del gruppo amminico. Il piridossal fosfato è legato covalentemente, tramite un legame imminico (con formazione di una base di Schiff), con il gruppo amminico ε di un residuo di lisina, in assenza del substrato (l'amminoacido).

Quando arriva l'amminoacido il suo gruppo amminico α si sostituisce a quello ε della lisina. La nuova base di Schiff che si è venuta a creare rimane saldata al sito attivo dell'enzima attraverso la formazione di legami multipli non covalenti. Essa perde un protone dal carbonio α, formando un intermedio chinonoide, la cui riprotonazione determina la produzione di una chetimina che presenta un doppio legame tra il carbonio α e l'azoto del substrato legato. Una successiva reazione di idrolisi determina il distacco di un α-chetoacido e la formazione di piridossammina fosfato.

Amminoacido (1) + Enzima-Piridossal fosfato ⇔ α-Chetoacido (1) + Enzima-Piridossammina fosfato

La seconda parte della reazione si svolge in modo diametralmente opposto: un α-chetoacido si lega alla piridossammina fosfato e successivamente si stacca un nuovo amminoacido e si rigenera il piridossal fosfato.

α-Chetoacido (2) + Enzima-Piridossammina fosfato ⇔ Amminoacido (2) + Enzima-Piridossal fosfato

Visto il meccanismo della reazione catalizzata da tali enzimi risulta che le transaminasi catalizzano la reazione a due substrati con un meccanismo a ping-pong.

Localizzazione nell'organismo

Le transaminasi sono enzimi ubiquitari nell'organismo. La GOT o AST è localizzata nel fegato, nel miocardio, nel rene, nell'encefalo e nella muscolatura scheletrica; la GPT o ALT è presente in concentrazione molto più elevata nel fegato che negli altri tessuti.

La GOT o AST catalizza la seguente reazione:

Aspartato + α-Chetoglutarato ⇔ Ossalacetato + Glutammato

La GPT o ALT catalizza quest'altra reazione:

Alanina + α-Chetoglutarato ⇔ Piruvato + Glutammato

Uso delle transaminasi come indice di malattia

Le transaminasi sono usate in medicina soprattutto al fine di evidenziare la presenza o meno di un danno epatico.

Si può registrare un aumento delle transaminasi nelle epatiti acute, croniche, nelle epatopatie tossiche, nella calcolosi del coledoco e della colecisti, nelle colecistiti acute, nei casi di colestasi intraepatica, nella mononucleosi infettiva.

Si possono registrare alterazioni anche in corso di malattie del miocardio (tipo infarto del miocardio e miocarditi) o dei muscoli (traumi, distrofia muscolare) nonché un loro rialzo potrebbe manifestarsi durante fasi acute della malattia celiaca.

Si registra un graduale ritorno ai valori normali delle transaminasi nel sangue in via di guarigione; è necessario però sottolineare che quando il danno epatico si è instaurato in modo massiccio e cronico, ossia vi sia stata una lisi notevole di cellule epatiche nel tempo, con trasformazione cirrotica, un ulteriore abbassamento delle transaminasi non è indice di guarigione bensì del fatto che non ci sono più cellule epatiche a riversare questi enzimi nel sangue (indice di prognosi negativa).

La GOT (o AST) è presente all'interno della cellula legata ai mitocondri, mentre la GPT (o ALT) si trova soprattutto libera nel citoplasma. Se la cellula è integra, tali enzimi rimangono all'interno della stessa; un fenomeno infiammatorio causato da virus o da tossici, che determini alterazione della permeabilità della membrana e/o distruzione della cellula, fa sì che le transaminasi vengano liberate all'esterno della cellula e riversate nel torrente sanguigno, con conseguente aumento della loro concentrazione plasmatica, misurabile con metodiche di analisi biochimica.

Valori normali di laboratorio

I valori di riferimento per le transaminasi sono:

GOT o AST nei maschi tra 1 e 13 anni 8-60 UI/L e nei maschi oltre i 14 anni 8-48 UI/L; nelle femmine tra 1 e 13 anni 8-50 UI/L e nelle femmine oltre i 14 anni 8-43 UI/L^[5]
GPT o ALT nei maschi oltre 1 anno 7-55 U/L e nelle femmine oltre 1 anno 7-45 U/L^[6]

Tali valori possono essere comunque differenti a seconda dei laboratori e delle metodiche utilizzate per la rilevazione.

Enzimi appartenenti alla sotto-sottoclasse

numero EC	nome accettato
EC 2.6.1.1	aspartato transaminasi
EC 2.6.1.2	alanina transaminasi
EC 2.6.1.3	cisteina transaminasi
EC 2.6.1.4	glicina transaminasi
EC 2.6.1.5	tirosina transaminasi
EC 2.6.1.6	leucina transaminasi
EC 2.6.1.7	chinurenina-ossoglutarato transaminasi
EC 2.6.1.8	2,5-diaminovalerato transaminasi
EC 2.6.1.9	istidinolo-fosfato transaminasi
EC 2.6.1.11	acetilornitina transaminasi
EC 2.6.1.12	alanina-ossoacido transaminasi
EC 2.6.1.13	ornitina-ossoacido transaminasi
EC 2.6.1.14	asparagina-ossoacido transaminasi
EC 2.6.1.15	glutammina-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.16	glutammina-fruttosio-6-fosfato transaminasi (isomerizzante)
EC 2.6.1.17	succinildiaminopimelato transaminasi
EC 2.6.1.18	beta-alanina-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.19	GABA transaminasi
EC 2.6.1.21	D-amminoacido transaminasi
EC 2.6.1.22	(S)-3-amino-2-metilpropionato transaminasi
EC 2.6.1.23	4-idrossiglutammato transaminasi
EC 2.6.1.24	diiodotirosina transaminasi
EC 2.6.1.26	ormone tiroideo transaminasi
EC 2.6.1.27	triptofano transaminasi
EC 2.6.1.28	triptofano-fenilpiruvato transaminasi
EC 2.6.1.29	diammina transaminasi
EC 2.6.1.30	piridossammina-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.31	piridossammina-ossaloacetato transaminasi
EC 2.6.1.32	valina-3-metil-2-ossovalerato transaminasi
EC 2.6.1.33	dTDP-4-amino-4,6-dideossi-D-glucosio transaminasi
EC 2.6.1.34	UDP-2-acetamido-4-amino-2,4,6-trideossiglucosio transaminasi
EC 2.6.1.35	glicina-ossaloacetato transaminasi
EC 2.6.1.36	L-lisina 6-transaminasi
EC 2.6.1.37	2-aminoetilfosfonato-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.38	istidina transaminasi
EC 2.6.1.39	2-aminoadipato transaminasi
EC 2.6.1.40	(R)-3-amino-2-metilpropionato-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.41	D-metionina-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.42	amminoacido a catena ramificata transaminasi
EC 2.6.1.43	aminolevulinato transaminasi
EC 2.6.1.44	alanina-gliossilato transaminasi
EC 2.6.1.45	serina-gliossilato transaminasi
EC 2.6.1.46	diaminobutirrato-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.47	alanina-ossomalonato transaminasi
EC 2.6.1.48	5-aminovalerato transaminasi
EC 2.6.1.49	diidrossifenilalanina transaminasi
EC 2.6.1.50	glutammina-scillo-inositolo transaminasi
EC 2.6.1.51	serina-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.52	fosfosiorina transaminasi
EC 2.6.1.54	piridossammina-fosfato transaminasi
EC 2.6.1.55	taurina-2-ossoglutarato transaminasi
EC 2.6.1.56	1D-1-guanidino-3-amino-1,3-dideossi-scillo-inositolo transaminasi
EC 2.6.1.57	amminoacido aromatico transaminasi
EC 2.6.1.58	fenilalanina(istidina) transaminasi
EC 2.6.1.59	dTDP-4-amino-4,6-dideossigalattosio transaminasi
EC 2.6.1.60	amminoacido aromatico-gliossilato transaminasi
EC 2.6.1.62	adenosilmetionina-8-amino-7-ossononanoato transaminasi
EC 2.6.1.63	chinurenina-gliossilato transaminasi
EC 2.6.1.64	glutammina-fenilpiruvato transaminasi
EC 2.6.1.65	N6-acetil-beta-lisina transaminasi
EC 2.6.1.66	valina-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.67	2-aminoesanoato transaminasi
EC 2.6.1.68	ornitina(lisina) transaminasi
EC 2.6.1.70	aspartato-fenilpiruvato transaminasi
EC 2.6.1.71	lisina-piruvato 6-transaminasi
EC 2.6.1.72	D-4-idrossifenilglicina transaminasi
EC 2.6.1.73	metionina-gliossilato transaminasi
EC 2.6.1.74	cefalosporina-C transaminasi
EC 2.6.1.75	cisteina-coniugata transaminasi
EC 2.6.1.76	diaminobutirrato-2-ossoglutarato transaminasi
EC 2.6.1.77	taurina-piruvato aminotransferasi
EC 2.6.1.78	aspartato-prefenato aminotransferasi
EC 2.6.1.79	glutammato-prefenato aminotransferasi
EC 2.6.1.80	nicotianammina aminotransferasi
EC 2.6.1.81	succinilornitina transaminasi
EC 2.6.1.82	putrescina aminotransferasi
EC 2.6.1.83	LL-diaminopimelato aminotransferasi
EC 2.6.1.84	arginina-piruvato transaminasi
EC 2.6.1.85	aminodeossicorismato sintasi

Note

^ (EN) 2.6.1, in ExplorEnz — The Enzyme Database, IUBMB.
^ Notizie dalla Federazione Liver-Pool, onlus: È morto il prof. Coltorti: scoprì le transaminasi
^ Biblioteca Nazionale di Napoli. News: Serata in onore di Mario Coltorti e Giuseppe Giusti
^ Campania su Coltorti, su istitutobioetica.org. URL consultato il 5 aprile 2013 (archiviato dall'url originale il 13 maggio 2013).
^ Aspartate Aminotransferase (AST) (GOT), Serum sul sito della Mayo Clinic
^ Alanine Aminotransferase (ALT) (GPT), Serum sul sito della Mayo Clinic

Voci correlate

Collegamenti esterni

(EN) transaminase, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
Conoscere e prevenire le malattie del fegato, su transaminasi.org. URL consultato il 5 agosto 2019 (archiviato dall'url originale il 9 agosto 2018).
Esami del sangue per il fegato, su analisidelsangue.net.
Liver-Unit, Unità di Epatologia, su liver-unit.org. URL consultato il 2 febbraio 2011 (archiviato dall'url originale il 15 febbraio 2011).