Prolina oxidasa

La prolina deshidrogenasa mitocondrial es una enzima que en humanos está codificada por el gen PRODH . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

La proteína codificada por este gen es una prolina deshidrogenasa mitocondrial que cataliza el primer paso del catabolismo de la prolina . La deleción de este gen se ha asociado con la hiperprolinemia tipo I. El gen se localiza en el cromosoma 22q 11.21, una región que también se ha asociado con los síndromes de deleción de genes contiguos: síndrome de DiGeorge y síndrome CATCH22 . ^{[ 7 ]}

La prolina oxidasa, o prolina deshidrogenasa, funciona como iniciadora del ciclo de la prolina. El metabolismo de la prolina es especialmente importante en situaciones de estrés nutricional, ya que la prolina está fácilmente disponible a partir de la degradación de la matriz extracelular (MEC), y su degradación mediante el ciclo de la prolina, iniciado por la prolina oxidasa (PRODH), una enzima de la membrana interna mitocondrial , puede generar ATP . Esta vía degradativa genera glutamato y alfa-cetoglutarato , productos que pueden desempeñar un papel anaplerótico en el ciclo de Krebs . El ciclo de la prolina también está interconectado metabólicamente con la vía de las pentosas fosfato, proporcionando otro mecanismo bioenergético. La inducción de estrés, ya sea por privación de glucosa o por tratamiento con rapamicina , estimuló la degradación de la prolina e incrementó la actividad catalítica de la PRODH. En estas condiciones, la PRODH fue responsable, al menos en parte, del mantenimiento de los niveles de ATP. La activación de la proteína quinasa activada por AMP ( AMPK ), el sensor de energía celular, mediante 5-aminoimidazol-4-carboxamida ribonucleósido (AICAR), también reguló positivamente la PRODH y aumentó los niveles de ATP dependientes de PRODH, lo que respalda aún más su función durante el estrés. La privación de glucosa aumentó los niveles intracelulares de prolina, y la expresión de PRODH activó la vía de las pentosas fosfato . Por lo tanto, la inducción del ciclo de la prolina en condiciones de estrés nutricional puede ser un mecanismo mediante el cual las células cambian a un modo catabólico para mantener los niveles de energía celular. ^{[ 8 ]}

Las mutaciones en el gen PRODH están asociadas con la deficiencia de prolina deshidrogenasa. Muchos estudios de caso han informado sobre este trastorno genético. En uno de estos estudios de caso, se demostró que 4 pacientes no emparentados con HPI y un fenotipo neurológico grave tenían las siguientes características comunes: retraso psicomotor desde el nacimiento, a menudo asociado con hipotonía, retraso grave del lenguaje, rasgos autistas, problemas de comportamiento y convulsiones. Un paciente que era heterocigoto para una microdeleción 22q11 también tenía rasgos dismórficos. Cuatro pacientes previamente informados con HPI y afectación neurológica tenían un fenotipo similar. Este estudio de caso mostró que la hiperprolinemia tipo I (HPI) puede no ser siempre una condición benigna, y que la gravedad del fenotipo clínico parece correlacionarse con el nivel de prolina sérica. ^{[ 9 ]} Sin embargo, en otro estudio de caso, las características clínicas de 4 pacientes no emparentados incluyeron retraso temprano del desarrollo motor y cognitivo, retraso del habla, rasgos autistas, hiperactividad, comportamientos estereotipados y convulsiones. Todos los pacientes tenían niveles elevados de prolina en plasma y orina. Todos los pacientes presentaban mutaciones bialélicas en el gen PRODH, a menudo con varias variantes en el mismo alelo. La actividad enzimática residual varió desde nula en el paciente más gravemente afectado hasta del 25 al 30 % en aquellos con un fenotipo relativamente más leve. ^{[ 10 ]}

• Prolina+oxidasa en los Encabezamientos de Materias Médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.