АЛК-синтаза, также синтаза аминолевулиновой кислоты (англ. ALA synthase, ALAS) — фермент (КФ 2.3.1.37), из семейства ацилтрансферазы (класс трансфераз), встречается у нерастительных организмов (животных и α-протеобактерий) и катализирует реакцию синтеза δ-аминолевулиновой кислоты (дАЛК или АЛК) из глицина и сукцинил-КоА, путём их конденсации:
Реакцию, которую он катализирует, иногда называют шеминовым путём образования АЛК[1]. Другие организмы — растения, археи и бактерии (кроме α-протеобактерий) продуцируют АЛК с помощью трёх ферментативных путей, известных как С5-пути (так называемый путь Биля)[2]. Аминолевулиновая кислота служит одним из важнейших промежуточных метаболитов в синтезе тетрапирролов — порфиринов (у животных) и корринов (у бактерий) и хлорофиллов (у растений)[3].
У человека транскрипция AЛК-синтазы строго контролируются присутствием Fe2+-связывающих элементов (IRE), чтобы предотвратить накопление промежуточных соединений порфирина в отсутствие железа. В организме существуют две формы АЛК-синтазы. Одна форма экспрессируется в клетках-предшественниках эритроцитов (ALAS2, эритроцитарная), тогда как другая (ALAS1, убиквитарная), экспрессируется во всех тканях и органах тела. Эритроцитарная форма фермента кодируется одноимённым геном ALAS2, который локализован на X-хромосоме[4][5][6], тогда как убиквитарная форма (ALAS1) кодируется геном, расположенным на 3-ей хромосоме[4][6]. Матричные РНК обеих форм имеют сходство на 60 %. Длина полипептидной цепи эритроцитарной формы АЛК-синтазы (ALAS2) составляет 587 аминокислотных остатков, а молекулярная масса — 64633 Да. Длина полипептидной цепи убиквитарной формы АЛК-синтазы (ALAS1) составляет 640 аминокислотных остатков, а молекулярная масса соответственно — 70581 Да.
PLP-зависимые ферменты широко распространены, поскольку они необходимы для превращения аминокислот в другие метаболиты[3]. ALAS представляет собой гомодимер с субъединицами аналогичного размера, а активные центры состоят из боковых цепей аминокислот, таких как аргинин, треонин и лизин, существуют на границе раздела субъединиц[3]. Белок, извлечённый из R. spheroids, содержит 1600 фолдов и весит около 80 000 дальтон[7]. Ферментативная активность различается в зависимости от источников фермента[7].