تقويض الهياكل الكربونية للأحماض الأمينية: الأهمية الطبية البيولوجية

لعبت بعض الاضطرابات في أيض الأحماض الأمينية أدوارا رئيسية في توضيح المسارات التي يجري فيها أيض الأحماض الأمينية عند الإنسان السوي. وعلى الرغم من أن معظم هذه الأمراض نادرة، والاحتمال بعيد في أن يصادفها معظم الأطباء الممارسين، إلا أنها تطرح تحديات هائلة لكل من الأطباء النفسانيين وأطباء الأطفال والاستشاريين الوراثيين والباحثين في البيولوجيا الجزيئية. ويؤدي العديد من هذه الاضطرابات، فيما إذا تركت دون علاج إلى تلف غير عكوس بالدماغ ووفاة مبكرة. لذلك فإن الكشف قبل الولادة أو مبكراً بعد الولادة، والبدء بالمعالجة الملائمة بسرعة إن كانت متاحة، هي من الأمور الهامة. ونظراً لأن عدداً من الإنزيمات ذات الصلة تكون قابلة للكشف في مستنبتات خلايا السائل السلوي، فإن التشخيص قبل الولادة ببزل السائل السلوى هو أمر ممكن.

تتألف المعالجة بشكل رئيسي من الإطعام بغذاء فقير بالأحماض الأمينية التي يكون تقويضها مختلا. إلا أن تكنولوجيا الدنا DNA المأشوب تعطي وعداً (أملأ) كبيرا بإتمام الجينات المعيبة بالمعالجة الجينية.

يمكن للطفرات في الإكسونات، أو في المناطق المنظمة لجين ما يرمز إنزيماً ما في تقويض الأحماض الأمينية، أن تؤدي لظهور إنزيم غير وظيفي، أو إلى إخفاق تام بتخليق ذلك الإنزيم. وحيث أن بعض التغيرات في البنى الأولية للإنزيمات قد يكون لها تأثير بسيط، فإن بعضها الآخر يعدل البنية ثلاثية الأبعاد للمواضع التحفيزية أو التنظيمية. وقد ممتلك الإنزيم المعدل أو الطافر فعالية تحفيزية متبدلة (Vmax منخفضة، أو Km مرتفعة)، أو تتغير القدرة على ربط المنظم التغارغي لفعاليته التحفيزية. وقد تسبب الطفرات المختلفة الأعراض السريرية ففسها. فعلى سبيل المثال، تؤدي أية طفرة تخفض بشكل كبير الفعالية التحفيزية للأرجينينو سكسيناز إلى اضطراب أيضي يعرف باحمضاض الدم بالأرجينينو سكسينيك.

إلا أنه ليست كل حالات هذا الاضطراب شثل طفرات في الموضع الجيني نفسه. لذلك تكون هذه الحالات على المستوى الجزيئي أمراضاً جزيئية واضحة.