RESUMEN
Resumen El análisis de los ácidos orgánicos urinarios juega un papel crucial en el diagnóstico y seguimiento de pacientes con trastornos metabólicos congénitos. La falta de datos completos, las variaciones en los hábitos alimentarios entre países y el aumento del consumo de alimentos procesados subrayan la necesidad de realizar investigaciones actualizadas. Con el fin de establecer los intervalos de confianza y medianas de ácidos orgánicos urinarios se evaluaron mediante cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas, 125 muestras de orina de pacientes sanos, con edades comprendidas entre 2 días y 13 años. Los resultados fueron analizados teniendo en cuenta el grupo etario, y evidenciaron que las concentraciones de la mayoría de los ácidos orgánicos urinarios varían de acuerdo a la edad, lo que enfatiza la importancia de los valores de referencia emparejados con la edad para interpretar los datos de los pacientes. Existen pocos informes en esta área; sin embargo, la comparación de estos resultados con los valores de referencia informados por otros trabajos muestra una concordancia razonable y las pocas disparidades podrían atribuirse a factores genéticos o influencias dietéticas. Se presentan resultados e interpretaciones de niños previamente diagnosticados con trastornos metabólicos y otras afecciones, lo que confirma la confiabilidad de nuestros datos y métodos analíticos. Este estudio proporciona datos de referencia esenciales para los profesionales clínicos, destaca la importancia de los valores de referencia específicos de la edad para diagnosticar y tratar con precisión a pacientes con trastornos metabólicos y sirve como recurso fundamental para futuras investigaciones en este campo.
Abstract Analysis of urinary organic acids plays a crucial role in the diagnosis and monitoring of patients with congenital metabolic disorders. The lack of complete data, variations in dietary habits between countries, and increasing consumption of processed foods highlight the need for up-to-date research. In order to establish the confidence intervals and medians of urinary organic acids, 125 urine samples from healthy patients, aged between 2 days and 13 years, were evaluated by gas chromatography coupled to mass spectrometry. The results were analysed taking into account the age group, showing that the concentrations of most urinary organic acids vary according to age, which emphasises the importance of paired age reference values to interpret patient data. There are few reports in this area; however, comparing our results with those reference values reported by other papers demonstrates reasonable agreement, and minor disparities could be attributed to genetic factors or dietary influences. Results and interpretations from children previously diagnosed with metabolic disorders and other conditions are presented, confirming the reliability of our data and analytical methods. This study provides essential reference data for clinicians, highlighting the importance of age-specific reference values to accurately diagnose and treat patients with metabolic disorders and serves as a critical resource for future research in this field.
Resumo A análise dos ácidos orgânicos urinários desempenha um papel crucial no diagnóstico e monitoramento de pacientes com distúrbios metabólicos congênitos. A falta de dados completos, as variações nos hábitos alimentares entre países e o aumento do consumo de alimentos processados destacam a necessidade de realizar pesquisas atualizadas. Para estabelecer os intervalos de confiança e medianas de ácidos orgânicos urinários, 125 amostras de urina de pacientes saudáveis, com idades entre 2 dias e 13 anos, foram avaliadas por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa. Os resultados foram analisados levando em consideração o grupo etário, evidenciando que as concentrações da maioria dos ácidos orgânicos urinários variam de acordo com a idade, o que destaca a importância dos valores de referência pareados com a idade para interpretar os dados dos pacientes. Há poucos relatos nesta área; no entanto, a comparação destes resultados com os valores de referência informados por outros trabalhos demonstra uma concordância razoável, e as poucas disparidades poderiam ser atribuídas a fatores genéticos ou influências dietéticas. São apresentados resultados e interpretações de crianças previamente diagnosticadas com distúrbios metabólicos e outras condições, o que confirma a confiabilidade de nossos dados e métodos analíticos. Este estudo fornece dados de referência essenciais para profissionais clínicos, enfatizando a importância dos valores de referência específicos da idade para diagnosticar e tratar com precisão pacientes com distúrbios metabólicos, e serve como recurso fundamental para futuras pesquisas nesse campo.
RESUMEN
KEY MESSAGE: NADP-ME2 from Arabidopsis thaliana exhibits a distinctive and complex regulation by fumarate, acting as an activator or an inhibitor according to substrate and effector concentrations. In this work, we used molecular modeling approach and site-directed mutagenesis to characterized the NADP-ME2 structural determinants necessary for allosteric regulation providing new insights for enzyme optimization. Structure-function studies contribute to deciphering how small modifications in the primary structure could introduce desirable characteristics into enzymes without affecting its overall functioning. Malic enzymes (ME) are ubiquitous and responsible for a wide variety of functions. The availability of a high number of ME crystal structures from different species facilitates comparisons between sequence and structure. Specifically, the structural determinants necessary for fumarate allosteric regulation of ME has been of particular interest. NADP-ME2 from Arabidopsis thaliana exhibits a distinctive and complex regulation by fumarate, acting as an activator or an inhibitor according to substrate and effector concentrations. However, the 3D structure for this enzyme is not yet reported. In this work, we characterized the NADP-ME2 allosteric site by structural modeling, molecular docking, normal mode analysis and mutagenesis. The regulatory site model and its docking analysis suggested that other C4 acids including malate, NADP-ME2 substrate, could also fit into fumarate's pocket. Besides, a non-conserved cluster of hydrophobic residues in the second sphere of the allosteric site was identified. The substitution of one of those residues, L62, by a less flexible residue as tryptophan, resulted in a complete loss of fumarate activation and a reduction of substrate affinities for the active site. In addition, normal mode analysis indicated that conformational changes leading to the activation could originate in the region surrounding L62, extending through the allosteric site till the active site. Finally, the results in this work contribute to the understanding of structural determinants necessary for allosteric regulation providing new insights for enzyme optimization.