3α-гидроксистероиддегидрогеназа
| 3α-гидроксистероиддегидрогеназа | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 1.1.1.50 | ||
| Базы данных | |||
| ИнтЭнк | вид IntEnz | ||
| БРЕНДА | БРЕНДА запись | ||
| Экспаси | Просмотр NiceZyme | ||
| КЕГГ | КЕГГ запись | ||
| МетаЦик | метаболический путь | ||
| ПРЯМОЙ | профиль | ||
| PDB Структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||
| |||
3α-Гидроксистероиддегидрогеназа (3α-HSD) представляет собой фермент (1.1.1.50). [ 1 ] [ 2 ] который играет роль в метаболизме стероидов и нестероидных соединений у людей и других видов, таких как бактерии, [ 3 ] [ 4 ] грибы, растения, [ 5 ] [ 6 ] и так далее. Этот фермент катализирует химическую реакцию превращения 3-кетостероидов в 3α-гидроксистероиды. [ 7 ] [ 8 ] Фермент имеет различные белковые изоформы ( изоферменты ). [ 9 ]
3α-гидроксистероиддегидрогеназа у человека
[ редактировать ]У человека 3α-гидроксистероиддегидрогеназа кодируется множеством разных генов, так что каждый ген кодирует определенную изоформу. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Наиболее изученными изоформами являются тип 1 ( AKR1C4 ), тип 2 ( AKR1C3 ) и тип 3 ( AKR1C2 ). Каждая из этих изоформ имеет более 70% гомологии последовательностей и общих свойств. Они представляют собой мономерные растворимые белки, состоящие примерно из 320 аминокислотных остатков с молекулярной массой около 34-37 килодальтон ; хотя эти изоформы очень похожи по своей последовательности, они демонстрируют уникальные профили реакционной способности. [ 6 ] [ 1 ] [ 2 ] Хотя у людей могут существовать и другие изоформы; [ 10 ] [ 12 ] тем не менее, анализ экспрессии РНК показывает, что изофермент 1 типа человека ( AKR1C4 ) экспрессируется исключительно в печени, тогда как тип 3 ( AKR1C2 ) экспрессируется более широко и обнаруживается, помимо печени, также в надпочечниках, семенниках, головном мозге, простате. и кератиноциты HaCaT . [ 1 ] [ 2 ] Активность 3α-гидроксистероиддегидрогеназы также была обнаружена в ретинолдегидрогеназах, обнаруженных в микросомальных фракциях тканей крысы и человека, мембраносвязанных белках, которые являются членами семейства короткоцепочечных дегидрогеназ/редуктаз. Активность 3α-гидроксистероиддегидрогеназы этих ферментов ретинолдегидрогеназы почти исключительно окислительная в интактных клетках млекопитающих и специфична для никотинамидадениндинуклеотида (НАД). [ 13 ] [ 14 ] НАД — это кофермент, который содержится во всех живых клетках и необходим для метаболических процессов, которые делают жизнь возможной; в частности, НАД участвует в окислительно-восстановительных реакциях, перенося электроны от одной реакции к другой; кофермент существует в двух формах: НАД+ (окисленная форма) и НАДН (восстановленная форма), так что НАД играет роль в производстве энергии через цепь переноса электронов, а также в синтезе нуклеиновых кислот. [ 15 ] [ 16 ] В контексте ферментов 3α-гидроксистероиддегидрогеназы представление о том, что эти ферменты являются НАД±специфичными, означает, что для правильного функционирования им требуется НАД либо в его окисленной, либо в восстановленной форме; тем не менее, активность этих ферментов почти исключительно окислительная в интактных клетках млекопитающих, полагаясь на НАД в качестве кофермента своего действия, тогда как в других организмах (немлекопитающих) он может находиться в восстановленной форме. [ 17 ] [ 18 ] У человека гены изоформ белка фермента 3α-гидроксистероиддегидрогеназы имеют общую генную структуру, характерную для членов семейства альдокеторедуктаз, и содержат по меньшей мере девять консервативных границ экзон-интрон. [ 7 ] [ 19 ] [ 20 ]
| Символ гена HGNC | Псевдонимы названий ферментов [ 7 ] |
|---|---|
| AKR1C1 | представитель C1 семейства 1 альдо-кеторедуктазы; 20α-гидроксистероиддегидрогеназа |
| AKR1C2 | представитель C2 семейства 1 альдо-кеторедуктазы; 3α-гидроксистероиддегидрогеназа типа 3 |
| AKR1C3 | представитель C3 семейства 1 альдо-кеторедуктазы; 3α-гидроксистероиддегидрогеназа 2 типа; 17β-гидроксистероиддегидрогеназа 5 типа; HSD17B5 |
| AKR1C4 | член C4 семейства 1 альдо-кеторедуктазы; 3α-гидроксистероиддегидрогеназа типа 1 |
Независимо от конкретной изоформы, фермент 3α-гидроксистероиддегидрогеназа у человека, как известно, необходим для синтеза многих важных эндогенных нейростероидов, таких как аллопрегнанолон , тетрагидродезоксикортикостерон и 5α-андростан-3α,17β-диол , также известный как 3α- андростандиол, сокращенно 3α-диол. Активность этого фермента по отношению к 3α-диолу важна не только для обычных путей биосинтеза андрогенов, но и для «заднего пути» андрогенов . [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 7 ] Важным действием фермента у человека является трансформация одного из самых мощных природных андрогенов, 5α-дигидротестостерона, в 3α-диол, соединение, имеющее гораздо более низкую биологическую активность по отношению к андрогенным рецепторам . [ 21 ] [ 1 ] [ 2 ] Известно также, что этот фермент в организме человека в различных изоформах белка участвует в метаболизме глюкокортикоидов , прогестинов , простагландинов , предшественников желчных кислот и ксенобиотиков , тем самым играя роль в контроле ряда активных уровней стероидов в организме-мишени. ткани. [ 7 ]
3α-гидроксистероиддегидрогеназа у других видов
[ редактировать ]
У видов, отличных от человека, 3α-гидроксистероиддегидрогеназы способствуют стероидогенезу как часть семейства НАДФН/НАД±зависимых оксидоредуктаз; так что эти ферменты способствуют превращению кетонов и соответствующих им вторичных спиртов в различных положениях стероидных субстратов (3α-, 3β-, 11β-, 17β-, 20α- и 20β-положениях стероидного ядра), а также играют двойную роль как в синтезе, так и в деактивации стероидов, а некоторые также участвуют в метаболизме ряда нестероидных молекул. В тканях-мишенях эти дегидрогеназы преобразуют неактивные стероидные гормоны в их активные аналоги и наоборот, так что эти реакции регулируют активацию рецепторов стероидных гормонов и влияют на негеномные сигнальные пути; по существу, 3α-гидроксистероиддегидрогеназы служат регуляторами, обеспечивая пререцепторную модуляцию активности стероидных гормонов в этих организмах. [ 3 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д «Эк 1.1.1.50» . Архивировано из оригинала 5 апреля 2023 года . Проверено 12 мая 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д «Информация о EC 1.1.1.50 - 3-альфа-гидроксистероид-3-дегидрогеназа (Si-специфическая) - База данных ферментов BRENDA» . Архивировано из оригинала 4 апреля 2023 года . Проверено 12 мая 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б Кисела, Майкл; Скарка, Адам; Эберт, Беттина; Мазер, Эдмунд (22 августа 2011 г.). «Гидроксистероиддегидрогеназы (HSDS) у бактерий - биоинформатическая перспектива». Журнал биохимии стероидов и молекулярной биологии . 129 (1–2): 31–46. дои : 10.1016/j.jsbmb.2011.08.002 . ПМИД 21884790 .
- ^ Доден Х.Л., Ридлон Дж.М. (24 февраля 2021 г.). «Микробные гидроксистероиддегидрогеназы: от альфы к омеге» . Микроорганизмы . 9 (3): 469. doi : 10.3390/microorganisms9030469 . ПМЦ 7996314 . PMID 33668351 .
- ^ , Вэй ; Фэн Чаоюнь , Сюй Сун, Пэн, Чжан, Сюэ , ; 10.3389 . ПМЦ 9998936 . fmicb.2023.1140662 /
- ^ Перейти обратно: а б Ли, Хён Чжэ; Акияма, Рёта; Миячи, Харука; Умемото, Сайто, Кадзуки; Муранака, Мизутани, Масахару. 3β-гидроксистероиддегидрогеназа/ 3-кетостероидредуктаза, участвующая в биосинтезе α-томатина в томатах». Физиология растений и клеток . 60 (6): 1304–1315. doi : 10.1093/pcp/pcz049 . PMID 30892648 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и Дюфорт I, Лабри Ф, Луу-Ви (февраль 2001 г.). «Человеческие типы 1 и 3 3-альфа-гидроксистероиддегидрогеназы: дифференциальная лабильность и распределение в тканях» . J Clin Эндокринол Метаб . 86 (2): 841–6. дои : 10.1210/jcem.86.2.7216 . ПМИД 11158055 .
человеческие типы 1 и 3 3α-HSD, 20α-HSD и 17β-HSD типа 5 были названы AKR1C4, AKR1C2, AKR1C1 и AKR1C3 соответственно.
- ^ Гош, Дебашис; Вавржак, Здзислав; Уикс, Чарльз М.; Дуакс, Уильям Л.; Эрман, Мэри (1994). «Уточненная трехмерная структура 3α,20β-гидроксистероиддегидрогеназы и возможная роль остатков, консервативных в дегидрогеназах с короткой цепью». Структура . 2 (7): 629–640. дои : 10.1016/S0969-2126(00)00064-2 . ПМИД 7922040 .
- ^ Перейти обратно: а б Мацуура, К.; Сираиси, Х.; Хара, А.; Сато, К.; Деясики, Ю.; Ниномия, М.; Сакаи, С. (1 ноября 1998 г.). «Идентификация основного вида мРНК изоформы 3-гидроксистероиддегидрогеназы человека (AKR1C3), которая проявляет высокую активность простагландина D2 11-кеторедуктазы». Журнал биохимии . 124 (5): 940–946. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a022211 . ПМИД 9792917 .
- ^ Перейти обратно: а б Рижнер, Теа Ланишник; Линь, Сюэ К.; Пил, Донна М.; Штекельбрук, Стефан; Бауман, Дэвид Р.; Пеннинг, Тревор М. (2003). «Человеческая 3α-гидроксистероиддегидрогеназа типа 3 (альдо-кеторедуктаза 1C2) и метаболизм андрогенов в клетках простаты». Эндокринология . 144 (7): 2922–2932. дои : 10.1210/en.2002-0032 . ПМИД 12810547 .
- ^ Штекельбрук, Стефан; Вацка, Матиас; Райхельт, Роберт; Ганс, Фолькмар Х.Дж.; Стоффель-Вагнер, Биргит; Гейдрих, Дагмар Д.; Шрамм, Джон; Бидлингмайер, Франк; Клингмюллер, Дитрих (1 марта 2001 г.). «Характеристика комплекса 5α-редуктаза-3α-гидроксистероиддегидрогеназа в мозге человека». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 86 (3): 1324–1331. дои : 10.1210/jcem.86.3.7325 . ПМИД 11238528 .
- ^ Пеннинг, Тревор М.; Бурчински, Майкл Э.; Джез, Джозеф М.; Хун, Цзянь-Фу; Линь, Сеу-Кунг; Ма, Хайчин; Мур, Маргарет; Палакал, Ниша; Ратнам, Капила (2000). «Изоформы 3α-гидроксистероиддегидрогеназы человека (AKR1C1–AKR1C4) суперсемейства альдокеторедуктазы: функциональная пластичность и распределение в тканях раскрывают роль в инактивации и формировании мужских и женских половых гормонов» . Биохимический журнал . 351 (Часть 1): 67–77. дои : 10.1042/0264-6021:3510067 . ПМЦ 1221336 . ПМИД 10998348 .
- ^ Пеннинг, Тревор М. (1996). «Гидроксистероиддегидрогеназы». Энзимология и молекулярная биология карбонильного метаболизма 6 . Достижения экспериментальной медицины и биологии. Том. 414. стр. 475–490. дои : 10.1007/978-1-4615-5871-2_54 . ISBN 978-1-4615-5871-2 .
- ^ Дегтяр, В.Г.; Кушлинский Н.Е. (2001). «3α-гидроксистероиддегидрогеназа в тканях животных и человека». Биохимия (Москва) . 66 (3): 256–266. дои : 10.1023/А:1010291527744 . ПМИД 11333148 .
- ^ Вердин, Эрик (2015). "НАД + в старении, метаболизме и нейродегенерации». Science . 350 (6265): 1208–1213. doi : 10.1126/science.aac4854 . PMID 26785480 .
- ^ Навас, Лола Э.; Карнеро, Амансио (1 января 2021 г.). «Метаболизм НАД+, стволовость, иммунный ответ и рак» . Сигнальная трансдукция и таргетная терапия . 6 (1): 2. doi : 10.1038/s41392-020-00354-w . ПМЦ 7775471 . ПМИД 33384409 .
- ^ Дюфор, Изабель; Лабри, Фернан; Луу-Те, Ван (1 февраля 2001 г.). «3α-гидроксистероиддегидрогеназы человека типов 1 и 3: дифференциальная лабильность и распределение в тканях1». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 86 (2): 841–846. дои : 10.1210/jcem.86.2.7216 . ПМИД 11158055 .
- ^ Воллам, Джошуа; Магнер, Дэниел Б.; Магомедова, Лилия; Расс, Элизабет; Шен, Идун; Ротье, Верле; Хаберманн, Бьянка; Камминс, Кэролин Л.; Антеби, Адам (10 апреля 2012 г.). «Новая 3-гидроксистероиддегидрогеназа, регулирующая репродуктивное развитие и долголетие» . ПЛОС Биология . 10 (4): e1001305. дои : 10.1371/journal.pbio.1001305 . ПМК 3323522 . ПМИД 22505847 .
- ^ Пеннинг, Тревор М.; Вангтракулди, Пхумвади; Охус, Ричард Дж. (20 августа 2018 г.). «Структурная и функциональная биология ферментов, преобразующих стероиды альдо-кеторедуктазы» . Эндокринные обзоры . 40 (2): 447–475. дои : 10.1210/er.2018-00089 . ПМК 6405412 . ПМИД 30137266 .
- ^ Салим, Нур; Азиз, Усман; Али, Мухаммед; Лю, Сянлин; Альвутайд, Хайрия Мубарак; Альшегайхи, Рана М.; Недбала, Гневко; Элкелиш, Амр; Чжан, Мэн (15 июня 2023 г.). «Полногеномный анализ выявил поэтапное происхождение и функциональную диверсификацию HSDS от низших к высшим видам растений» . Границы в науке о растениях . 14 . дои : 10.3389/fpls.2023.1159394 . ПМЦ 10311447 . ПМИД 37396629 .
- ^ Перейти обратно: а б Масютин, Максим; Ядав, Маниш (3 апреля 2023 г.). «Альтернативные пути андрогенов» (PDF) . Викижурнал медицины 10:29 10.15347/ WJM дои : /2023.003 . S2CID 257943362 . Архивировано (PDF) из оригинала 24 октября . Получено 12 , мая
В эту статью включен текст из этого источника, доступного по лицензии CC BY 4.0 .
- ^ Охус, Ричард Дж. (2004). «Черный путь к дигидротестостерону». Тенденции в эндокринологии и обмене веществ . 15 (9): 432–438. дои : 10.1016/j.tem.2004.09.004 . ПМИД 15519890 .
- ^ Миллер, Уолтер Л.; Охус, Ричард Дж. (3 апреля 2019 г.). «Закулисный путь» синтеза андрогенов в мужском половом развитии» . ПЛОС Биология . 17 (4): e3000198. дои : 10.1371/journal.pbio.3000198 . ПМК 6464227 . ПМИД 30943210 .
- ^ «Объединенная комиссия IUPAC-IUB по биохимической номенклатуре (JCBN). Номенклатура стероидов. Рекомендации 1989 г.». Eur J Biochem . 186 (3): 430. 1989. doi : 10.1111/j.1432-1033.1989.tb15228.x . ПМИД 2606099 . п. 430:
3С-1.1. Нумерация и кольцевые буквы. Стероиды пронумерованы, а кольца обозначены буквами, как в формуле 1.
