氨基乙酰丙酸合酶（ALA 合酶、ALAS或δ-氨基乙酰丙酸合酶）是一种酶（EC 2.3.1.37），可催化δ-氨基乙酰丙酸(ALA) 的合成，这是所有四吡咯（如血红素）生物合成中的第一个常见前体、钴胺素和叶绿素。[1] 反应如下：

这种酶在所有非植物真核生物和 α 类变形菌中都有表达，它催化的反应有时被称为 ALA 形成的 Shemin 途径。[2]其他生物体通过称为 C5 途径的三种酶途径产生 ALA。ALA 是通过甘氨酸和琥珀酰辅酶 A的缩合合成的。在人类中，ALA 合酶的转录受到Fe 2+结合元素的严格控制，以防止在没有铁的情况下卟啉中间体的积累。体内有两种形式的 ALA 合酶。一种形式在红细胞前体细胞 ( ALAS2 ) 中表达，而另一种形式 ( ALAS1 )) 在全身广泛表达。红细胞形式由染色体 x 上的基因编码，而另一种形式由染色体 3 上的基因编码。

X 连锁铁粒幼细胞性贫血是由 X 染色体上的 ALA 合酶基因突变引起的，而没有已知疾病是由另一个基因的突变引起的。红细胞特异性 ALA 合酶基因功能突变的获得最近已被证明会导致以前未知的卟啉症形式，称为 X 连锁显性原卟啉症。

PLP 依赖性酶很普遍，因为它们需要将氨基酸转化为其他资源。[1] ALAS是一种同源二聚体，具有相似大小的亚基，由精氨酸、苏氨酸和赖氨酸等氨基酸侧链组成的活性位点存在于亚基界面上。[1]从 R. spheroids 中提取的蛋白质含有 1600 倍，重约 80,000 道尔顿。[3]酶活性因酶的不同来源而异。[3]

ALAS 的活性位点利用三个关键氨基酸侧链：Arg-85 和 Thr-430 和 Lys-313。虽然这三种氨基酸已被确定为允许该反应进行，但如果不添加辅因子 5'-磷酸吡哆醛 (PLP)，它们将失去活性，其在该合成中的作用在下图中详细说明。在反应开始之前，PLP 辅因子与赖氨酸侧链结合形成席夫碱，促进甘氨酸底物的攻击。[4] [5] [6] [7]赖氨酸在此机制中充当一般碱基。[1] [8]在详细的反应机理中，加入的水合氢原子来自各种提供氢键以促进 ALA 合成的残基。[1] ALA 合酶通过其辅基磷酸吡哆醛（维生素 B6 衍生物）去除甘氨酸中的羧基和琥珀酰辅酶 A 中的 CoA ，形成 δ-氨基乙酰丙酸 (dALA)，因氨基基团位于分子中的第四个碳原子上。相对于使用 PLP 辅因子的其他酶而言，这种反应机制特别独特，因为甘氨酸最初被高度保守的活性位点赖氨酸去质子化，导致与琥珀酰-CoA 缩合并损失 CoA。中间体的羰基被活性位点组氨酸质子化导致羧基的损失。最后一个中间体最终被重新质子化以产生 ALA。从酶中解离 ALA 是酶促反应的限速步骤，并且表明依赖于酶的缓慢构象变化。磷酸吡哆醛的功能是通过利用亲电子吡啶环作为电子槽 来促进氢的去除。