Fosfat degidrogenaza

MAVZU: FOSFAT DEGIDROGENAZA

Reja:

1. 
   Fosfat degidrogenaza
   
2. 
   Regulyatsiya
   
3. 
   Klinik ahamiyati
   
4. 
   Xulosa
   
5. 
   Foydalanilgan adabiyotlar
   

FOSFAT DEGIDROGENAZA

Fosfat degidrogenaza - Glyukoza-6 (G6PD yoki G6PDH) (EC 1.1.1.49) - bu D-glyukoza-6-fosfat + NADP + + H2O-6-fosfo-D-glyukono-1ni kimyoviy reaktsiyaga katalizlaydigan sitozol fermenti, 5-lakton + NADPH + H + Bu ferment pentoz fosfat yo'lida ishtirok etadi (rasmga qarang), koenzim nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH) koenzimini saqlab hujayralarga energiyani kamaytiradigan (masalan, qizil qon hujayralari kabi) metabolik yo'l. . NADPH, o'z navbatida, bu hujayralardagi glutation darajasini saqlaydi, bu eritrotsitlarni vodorod periksidi kabi birikmalar oksidlovchi zararlanishidan himoya qilishga yordam beradi. NADPH ishlab chiqarish jigar, sut bezlari, yog 'to'qimalari va buyrak usti bezlari kabi yog' kislotalari yoki izoprenoidlar biosintezida ishtirok etadigan to'qimalar uchun katta miqdordagi ahamiyatga ega. G6PD glyukoza-6-fosfatni oksidlash orqali NADP + ni NADPH ga kamaytiradi. Klinik ravishda X bilan bog'liq bo'lgan genetik G6PD etishmovchiligi odamni immunitetga ega bo'lmagan gemolitik anemiyaga moyil qiladi. Glyukoza-6-fosfat degidrogenaza G6PD odatda ikkita bir xil monomerlarning dimeri sifatida topiladi (asosiy rasmga qarang). PH kabi sharoitga qarab, bu dimerlarning o'zi tetramerlarni hosil qilish uchun dimerlashi mumkin. Kompleks tarkibidagi har bir monomerda substratning bog'lanish joyi va G6P bilan bog'lanishi va Rossman qatlami yordamida NADP + / NADPH bilan bog'lanishida katalitik koenzimning bog'lanish joyi mavjud. Ba'zi bir yuqori organizmlar uchun, masalan, odamlar, G6PD tarkibida qo'shimcha NADP + bog'lanish joyi mavjud bo'lib, u NADP + strukturaviy maydoni deb ataladi, bu G6PD katalizlangan reaktsiyasida bevosita ishtirok etmaydi. NADP + tuzilish maydonining evolyutsion maqsadi noma'lum. Hajmi jihatidan har bir monomer taxminan 500 ta aminokislotadan iborat (odamlar uchun 514 ta aminokislotalar). Inson G6PD va Leuconostoc mesenteroides G6PD o'rtasidagi funktsional va tizimli konservatsiya fermentda 3 ta saqlanib qolgan hududlarni bildiradi: substrat bilan bog'lanish joyidagi 9 qoldiq peptid, RIDHYLGKE (odamning G6PD-dagi 198-206 qoldiqlari), nukleotidlar bilan bog'lovchi barmoq izlari, - (GxxGDLA - 44 inson G6PD-da) va substratni bog'lash joyiga qo'shni bo'lgan qisman saqlanib qolgan EKPxG ketma-ketligi (odamning G6PD-dagi qoldiqlari 170-174), bu erda biz o'zgaruvchan aminokislota uchun "x" dan foydalanganmiz. G6PD kristalli tuzilishi G6P, 3 suv molekulasi, 3 lizin, 1 arginin, 2 gistidin, 2 glutamin kislotasi va boshqa qutbli aminokislotalarni o'z ichiga olgan elektrostatik o'zaro ta'sirlar va vodorod aloqalarining keng tarmog'ini namoyish etadi. 172 pozitsiyasidagi prolin Lys171-ni G6P substratiga nisbatan to'g'ri joylashtirishda hal qiluvchi rol o'ynaydi deb ishoniladi. Oddiy odam G6P ning ikkita kristalli tuzilishida Pro172 faqat sisni tasdiqlashda, bitta kasallik keltirib chiqaruvchi mutantning (Canton R459L varianti) kristalli strukturasida Pro172 deyarli faqat trans-tasdiqlashda kuzatiladi. Kristall konstruktsiyalarga kirish imkoni bilan ba'zi olimlar boshqa mutantlarning tuzilmalarini simulyatsiya qilishga harakat qilishdi. Masalan, G6PD etishmovchiligi sababli enzimopatiya kam uchraydigan nemis ajdodlarida G6PD mutatsion joylari NADP + bog'lanish joyi, G6P bog'lanish joyi va ikkala monomer o'rtasidagi interfeys yaqinida joylashganligi ko'rsatilgan. Shunday qilib, ushbu muhim mintaqalarda mutatsiyalar G6PD funktsiyasini to'liq buzmasdan mumkin. Darhaqiqat, kasallik keltirib chiqaruvchi G6PD mutatsiyalarining aksariyati NADP + ning tuzilish joyi yaqinida sodir bo'lganligi isbotlangan. NADP + struktura uchastkasi NADP + strukturali maydon substrat bilan bog'lanish joyidan va katalitik koenzim NADP + ning bog'lanish joyidan 20 than dan ko'proq masofada joylashgan. Uning ferment-katalizlangan reaktsiyadagi maqsadi ko'p yillar davomida aniq emas edi. Bir muncha vaqt NADP + ning struktura uchastkasiga ulanishi ferment monomerlarining dimerizatsiyasi uchun zarur deb hisoblangan. Biroq, bu noto'g'ri bo'lib chiqdi. Boshqa tomondan, strukturaviy maydonda NADP + ning mavjudligi fermentlar tetramerlari hosil bo'lishi bilan dimerlarning dimerlanishiga yordam beradi. Shuningdek, tetramer holati katalitik faollik uchun zarur deb hisoblangan; ammo, bu ham yolg'on bo'lib chiqdi. NADP + ning tuzilish joyi katalitik koenzim NADP + ning bog'lanish joyidan juda farq qiladi va nukleotid bilan bog'lanishning barmoq izini o'z ichiga oladi. NADP + bilan bog'langan strukturaviy sayt o'zaro chambarchas bog'lanib turadigan foydali o'zaro ta'sirga ega. Xususan, 4 ta suv molekulasi bo'lgan vodorod aloqalari orqali ko'plab atomlarga tarqalgan elektrostatik zaryadli vodorod aloqalarining kuchli tarmog'i mavjud (rasmga qarang). Bundan tashqari, b-tizimlarning bir-birini qoplashiga olib keladigan juda kuchli gidrofobik stakalashuv o'zaro ta'sirlari to'plami mavjud. bu fermentlarning tanadagi uzoq muddatli barqarorligiga ta'sir qiladi, bu oxir-oqibat G6PD etishmasligiga olib keladi. Masalan, G488S va G488V ikkita jiddiy I mutatsiyalari NADP + va struktura uchastkasi orasidagi dissotsilanish konstantasini 7-13 marta keskin oshiradi. 488 qoldig'ining Arg487 ga yaqinligini hisobga olib, 488 pozitsiyasidagi mutatsiya Arg487 ning NADP + ga nisbatan joylashishiga ta'sir qilishi va shu bilan bog'lanishni buzishi mumkin deb ishoniladi.



Strukturaviy maydon uzoq muddatli fermentlarning barqarorligini saqlash uchun muhim ekanligi ko'rsatilgan. 40 dan ortiq og'ir I sinf mutatsiyalari bu fermentlarning tanadagi uzoq muddatli barqarorligiga ta'sir qiladigan va oxir-oqibat G6PD etishmovchiligiga olib keladigan tizimli joy yaqinidagi mutatsiyalar bilan bog'liq. Masalan, G488S va G488V ikkita jiddiy I mutatsiyalari NADP + va struktura uchastkasi orasidagi dissotsilanish konstantasini 7-13 marta keskin oshiradi. 488 qoldig'ining Arg487 ga yaqinligini hisobga olib, 488 pozitsiyasidagi mutatsiya Arg487 ning NADP + ga nisbatan joylashishiga ta'sir qilishi va shu bilan bog'lanishni buzishi mumkin deb ishoniladi. G6PD ning regulyatsiyasi G6P ni 6-fosfoglukono-b-laktonga aylantiradi va pentozfosfat yo'lining tezlikni cheklovchi fermenti hisoblanadi. Shunday qilib, G6PD ning regulyatsiyasi pentozfosfat yo'lining qolgan qismi faoliyati uchun kamayib boruvchi ta'sirga ega. Glyukoza-6-fosfat degidrogenaza uning substrat G6P tomonidan rag'batlantiriladi. Biosintezda ishtirok etgan to'qimalarning sitosolidagi odatdagi NADPH / NADP + nisbati taxminan 100/1 ni tashkil qiladi. Yog 'kislotasi biosintezi uchun NADPHdan foydalanishning ko'payishi NADP + darajasini keskin oshiradi va shu bilan G6PD ni ko'proq NADPH ishlab chiqarishni rag'batlantiradi. Ikki avvalgi nashrlarga ko'ra, xamirturush G6PD uzoq zanjirli yog 'kislotalari tomonidan inhibe qilinadi va NADPHni talab qiladigan yog' kislotalari sintezining inhibisyoni mahsuloti bo'lishi mumkin. G6PD evolyutsion ravishda saqlanib qolgan qoldiq bo'lgan lizin 403 (Liz403) ning atsetillanishi bilan salbiy tartibga solinadi. Asetillangan K403 G6PD faol dimerlarni hosil qila olmaydi va faollikni to'liq yo'qotadi. Mexanik ravishda, Lys304 ning asetilatsiyasi steril ravishda NADP + ning NADP + tuzilish maydoniga kirishiga to'sqinlik qiladi, bu esa fermentlar barqarorligini pasaytiradi. Hujayralar G6PD atsetilatsiyasini SIRT2 ga bog'liq holda kamaytiradigan hujayradan tashqari oksidlovchi stimullarni sezadi. SIRT2 vositachiligida deatsetilatsiya va G6PD ning faollashishi oksidlanish shikastlanishiga qarshi kurashish va sichqon eritrotsitlarini himoya qilish uchun sitozol NADPH yuborish uchun pentozfosfat yo'lini rag'batlantiradi. Regulyatsiya genetik yo'llar orqali ham sodir bo'lishi mumkin. G6PDH izoformasi transkripsiya va transkripsiyadan keyingi omillar bilan tartibga solinadi. Bundan tashqari, G6PD gipoksiyaga bog'liq transkripsiya faktori 1 (HIF1) tomonidan faollashtirilgan bir qator glikolitik fermentlardan biridir. G6PD ning klinik ahamiyati genetik jihatdan xilma-xildir. G6PD ning ko'plab variantlari tavsiflangan, asosan missens mutatsiyalar tomonidan ishlab chiqarilgan, fermentativ faollik darajalari va shu bilan bog'liq klinik alomatlar. Ushbu gen uchun turli xil izoformlarni kodlovchi ikkita transkript variantlari topildi. Glyukoza-6-fosfat degidrogenaza etishmovchiligi butun dunyoda juda tez-tez uchraydi va oddiy infektsiya, loviya iste'mol qilish yoki ba'zi dorilar, antibiotiklar, antipiretik va antimalarial vositalar bilan reaksiyaga kirishish bilan o'tkir gemolitik anemiyani keltirib chiqaradi.



G6PD hujayralar o'sishi va ko'payishiga ta'sir qiladi. G6PD inhibitörleri saraton kasalligini va boshqa kasalliklarni davolash uchun o'rganilmoqda. In vitro hujayra proliferatsiyasi tahlillari shuni ko'rsatadiki, G6PD, DHEA (dehidroepiandrosteron) va ANAD (6-aminonikotinamid) inhibitorlari AML hujayra liniyalarining o'sishini samarali ravishda kamaytiradi. G6PD K403 da o'tkir miyeloid leykemiyada gipometillanadi, SIRT2 NADPH ishlab chiqarishni ko'paytirish va leykemik hujayralar ko'payishini rag'batlantirish uchun G6PD ni faollashtiradi.

Xulosa

Fosfat degidrogenaza - Glyukoza-6 (G6PD yoki G6PDH) (EC 1.1.1.49) - bu D-glyukoza-6-fosfat + NADP + + H2O-6-fosfo-D-glyukono-1ni kimyoviy reaktsiyaga katalizlaydigan sitozol fermenti, 5-lakton + NADPH + H + Bu ferment pentoz fosfat yo'lida ishtirok etadi (rasmga qarang), koenzim nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH) koenzimini saqlab hujayralarga energiyani kamaytiradigan (masalan, qizil qon hujayralari kabi) metabolik yo'l. . NADPH, o'z navbatida, bu hujayralardagi glutation darajasini saqlaydi, bu eritrotsitlarni vodorod periksidi kabi birikmalar oksidlovchi zararlanishidan himoya qilishga yordam beradi.

Biosintezda ishtirok etgan to'qimalarning sitosolidagi odatdagi NADPH / NADP + nisbati taxminan 100/1 ni tashkil qiladi. Yog 'kislotasi biosintezi uchun NADPHdan foydalanishning ko'payishi NADP + darajasini keskin oshiradi va shu bilan G6PD ni ko'proq NADPH ishlab chiqarishni rag'batlantiradi. Ikki avvalgi nashrlarga ko'ra, xamirturush G6PD uzoq zanjirli yog 'kislotalari tomonidan inhibe qilinadi va NADPHni talab qiladigan yog' kislotalari sintezining inhibisyoni mahsuloti bo'lishi mumkin. G6PD evolyutsion ravishda saqlanib qolgan qoldiq bo'lgan lizin 403 (Liz403) ning atsetillanishi bilan salbiy tartibga solinadi. Asetillangan K403 G6PD faol dimerlarni hosil qila olmaydi va faollikni to'liq yo'qotadi. Regulyatsiya genetik yo'llar orqali ham sodir bo'lishi mumkin. G6PDH izoformasi transkripsiya va transkripsiyadan keyingi omillar bilan tartibga solinadi. Bundan tashqari, G6PD gipoksiyaga bog'liq transkripsiya faktori 1 (HIF1) tomonidan faollashtirilgan bir qator glikolitik fermentlardan biridir. G6PD ning klinik ahamiyati genetik jihatdan xilma-xildir. G6PD ning ko'plab variantlari tavsiflangan, asosan missens mutatsiyalar tomonidan ishlab chiqarilgan, fermentativ faollik darajalari va shu bilan bog'liq klinik alomatlar. Ushbu gen uchun turli xil izoformlarni kodlovchi ikkita transkript variantlari topildi.

Foydalanilgan adabiyotlar

1. 
    C. A. Sellik, RJ Ris. Galaktokinaza, Gal1p va Transkripsiya induktori, Gal3p tarkibidagi aminokislota yon zanjirlarining shakarni bog'lash xususiyatiga qo'shgan hissasi . "J Biol Chem." 281 (25), 17150-5-betlar.
   
2. 
    Endryu Xartli, Stiven E. Glin, Vladimir Barinin, Patrik J. Beyker va boshqalar.Pyrococcus furiosus galactokinase tuzilishidan substratning o'ziga xosligi va mexanizmi ."J Mol Biol." 337 (2), 387-98 betlar.
   
3. 
    MJ Foglietti, F Perxeron. Galaktokinaza o'simliklarining tozalanishi va ta'sir mexanizmi. 
   
4. 
   Internet saytlar