Амидгидролаза N-ацилэтаноламиновой кислоты

Гидролаза амида N-ацилэтаноламиновой кислоты (NAAA) EC 3.5.1.- ^{[ 1 ]} является членом семейства холоилглицингидролаз , подмножества суперсемейства N-концевых нуклеофильных гидролаз. НААА имеет молекулярную массу 31 кДа. Активация и ингибирование его каталитического центра представляет медицинский интерес как потенциальное средство лечения ожирения и хронической боли . Хотя он был открыт в течение последнего десятилетия, его структурное сходство с более известной кислой церамидазой (AC) и функциональное сходство с гидролазой амидов жирных кислот (FAAH) позволяют его широко изучать.

Механизм

Общий механизм фермента включает расщепление на две цепи, одна из которых содержит каталитический нуклеофил, предположительно являющийся остатком цистеина. В отличие от FAAH, который работает в основных условиях, этот фермент должен работать в кислых условиях (pH ~ 4,5) и полностью инактивируется при pH 8. Селективными ингибиторами NAAA являются сложноэфирные и амидные соединения, такие как N-циклогексанкарбонилпентадециламин. NAAA протеолитически расщепляется по остатку Cys-126. NAAA расщепляет непептидные связи CN в линейных амидах, особенно в этаноламидах. Его механизм очень похож на механизм AC, что дополнительно подтверждается способностью AC расщеплять N-ацилэтаноламины (NAE), хотя и с гораздо меньшей скоростью и с другой специфичностью. Хотя детали механизма не очень хорошо известны, считается, что каталитическая активность NAAA активируется Cys-126 и Asp-145.

Структура

В настоящее время имеется мало информации о третичной структуре NAAA из-за ее низкой гомологии с любыми другими ферментами семейства холоилглицингидролаз, для которых имеется значительная трехмерная структурная информация. У человека этот фермент содержит 359 остатков. Первичная структура NAAA почти идентична структуре кислой церамидазы (AC), единственное отличие которой заключается в замене фенилаланина на Leu в 334-м остатке. Чтобы фермент мог работать с максимальным уровнем активности, фермент должен быть N-гликозилирован в шести сайтах, каждый из которых имеет пептидную последовательность Asn-Xxx-Ser/Thr. В отличие от AC, NAAA не образует гетеродимер за счет дисульфидных связей, а остается активным в виде двух отдельных расщепленных пептидов после гидролиза.

Биологическая функция

Этаноламины жирных кислот (ЭАЭ) выполняют несколько физиологических функций, в первую очередь служат переносчиками боли и воспаления. NAAA обнаруживаются преимущественно в лизосомальном компартменте макрофагов, как и большинство белков, связанных с воспалением. Ген, кодирующий белок, — 4q21.1. Там они выполняют гидролиз FAE, последний этап сигнального каскада боли и воспаления, с образованием этаноламина и жирной кислоты. Хотя NAAA расщепляет множество различных субстратов, он наиболее активен в отношении субстрата N-пальмитоилэтаноламина, что позволяет предположить, что это один из ключевых переносчиков боли. Активность NAAA у крыс наиболее высока в легких, а у человека - в печени, поэтому существует межвидовая изменчивость селективной активности фермента.

Актуальность заболевания

Недавние исследования показывают, что NAAA имеет значение при двух широко распространенных заболеваниях человека: хронической боли и ожирении. Текущие исследования сосредоточены на ингибировании гидролитического активного центра NAAA с целью контроля воспаления. До сих пор неясно, коррелирует ли уменьшение воспаления с уменьшением боли. ARN077, β-лактон, был одним из наиболее интенсивно тестируемых ингибиторов NAAA с наибольшим потенциалом ингибирования, поскольку он блокирует каталитический цистеин через тиоэфирную связь. Отсутствие гомологии между NAAA и FAAH делает препараты, специфичные для NAAA, гораздо более осуществимыми. Однако, поскольку концентрация жирных кислот, циркулирующих в кровотоке, положительно коррелирует с ожирением, считается, что снижение активности NAAA коррелирует с ожирением.

Этот механизм демонстрирует ингибирование каталитического цистеина наиболее протестированным β-лактоном ARN077.

Промышленная значимость

Хотя на рынок еще не поступило ни одного препарата, нацеленного на NAAA, в настоящее время проводятся значительные исследования по активации, специфическому нацеливанию и ингибированию NAAA. Активация NAAA стимулируется добавлением фосфолипидов и целенаправленным ингибированием различными буферами. Результаты в этих областях могут помочь разработать лекарства для борьбы с хронической болью и ожирением.

Эволюция

Хотя NAAA действует во многом аналогично гидролазе амидов жирных кислот ( HUGO символ гена : FAAH ), эти два фермента не гомологичны.

С другой стороны, NAAA гомологичен кислой церамидазе ( HUGO символ гена : ASAH1 ), имея 30% идентичности последовательностей на уровне аминокислот в ENSEMBL человека .

Историческое значение

NAAA был обнаружен в 2007 году как альтернативный источник гидролиза анандамида. Ранее FAAH был единственным известным ферментом, ответственным за расщепление этих эндоканнабиноидов , функционирующим в диапазоне pH 8,5-10. Открытие NAAA послужило объяснением существования эндоканнабиноидов и противовоспалительных этаноламинов в кислой среде, поскольку их максимальная функциональность обнаруживается при pH ~ 4,5-5. Благодаря своей функциональной роли, аналогичной FAAH, он предлагает еще один вариант разработки лекарств.

См. также

Ссылки

^ «Ген NAAA - GeneCards | Белок NAAA | Антитело NAAA» .

Кадзухито Цубои , Наоко Такезаки и Нацуо Уэда (август 2007 г.). «Амидаза N-ацилэтаноламин-гидролизующей кислоты (NAAA)». Химия и биоразнообразие . 4 (8): 1914–1925. дои : 10.1002/cbdv.200790159 . ПМИД 17712833 . S2CID 32163665 .
Юн-Синь Сунь , Кадзухито Цубои , Ли-Ин Чжао , Ясуо Окамото , Дидье М. Ламбер и Нацуо Уэда (октябрь 2005 г.). «Участие амидазы N-ацилэтаноламина, гидролизующей кислоту, в деградации анандамида и других N-ацилэтаноламинов в макрофагах». Биохимия и биофизика Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1736 (3): 211–220. CiteSeerX 10.1.1.321.2849 . дои : 10.1016/j.bbalip.2005.08.010 . ПМИД 16154384 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Кадзухито Цубои , Юн-Синь Сун , Ясуо Окамото , Нобуказу Араки , Такехару Тонай и Нацуо Уэда (март 2005 г.). «Молекулярная характеристика N-ацилэтаноламин-гидролизующей кислой амидазы, нового члена семейства холоилглицингидролаз со структурным и функциональным сходством с кислой церамидазой» . Журнал биологической химии . 280 (12): 11082–11092. дои : 10.1074/jbc.M413473200 . ПМИД 15655246 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Мартин Качоча , Шерри Т. Глейзер , Джанипер Че , Дебора А. Браун и Дейл Г. Дойч (январь 2010 г.). «Липидные капли являются новыми местами инактивации N-ацилэтаноламина гидролазой амидов жирных кислот-2» . Журнал биологической химии . 285 (4): 2796–2806. дои : 10.1074/jbc.M109.058461 . ПМК 2807334 . ПМИД 19926788 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Валерио Кюрчиу , Лука Баттистини и Мауро Маккарроне (январь 2015 г.). «Эндоканнабиноидная передача сигналов во врожденном и адаптивном иммунитете» . Иммунология . 144 (3): 352–364. дои : 10.1111/imm.12441 . ПМЦ 4557672 . ПМИД 25585882 .
И Чжан , Габриэле Э. Зонненберг , Тесфайе Мерша Бай , Джек Литтрелл , Дженнифер Ганнелл , Энн ДеЛаФорест , Эрин МакКинни , Сесилия Дж. Хиллард , Ахмед Х. Киссеба , Майкл Оливье и Рассел А. Уилк (декабрь 2009 г.). «Дислипидемия, связанная с ожирением, связанная с FAAH, независимо от реакции инсулина, в семьях североевропейского происхождения из нескольких поколений» . Фармакогеномика . 10 (12): 1929–1939. дои : 10.2217/стр.09.122 . ПМК 3003434 . ПМИД 19958092 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Дидье М. Ламбер и Джулио Дж. Муччиоли (ноябрь 2007 г.). «Эндоканнабиноиды и родственные N-ацилэтаноламины в контроле аппетита и энергетического обмена: появление новых молекулярных игроков». Текущее мнение о клиническом питании и метаболической помощи . 10 (6): 735–744. дои : 10.1097/MCO.0b013e3282f00061 . ПМИД 18089956 . S2CID 17639044 .
Оскар Сассо , Гильермо Морено-Санс , Катальдо Мартуччи , Наталия Реалини , Мауро Диониси , Луиза Менгатто , Андреа Дуранти , Глауко Тароццо , Джорджио Тарция , Марко Мор , Розалия Берторелли , Анджело Реджани и Даниэле Пиомелли (март 2013 г.). «Антиноцицептивные эффекты ингибитора амидазы N-ацилэтаноламиновой кислоты ARN077 на моделях боли у грызунов» . Боль . 154 (3): 350–360. дои : 10.1016/j.pain.2012.10.018 . ПМЦ 3723234 . ПМИД 23218523 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Джей М. Уэст , Николай Звонок , Кайл М. Уиттен , Джодианна Т. Вуд и Александрос Макрияннис (февраль 2012 г.). «Масс-спектрометрическая характеристика человеческой N-ацилэтаноламин-гидролизующей амидазы кислоты» . Журнал исследований протеома . 11 (2): 972–981. дои : 10.1021/pr200735a . ПМК 3706083 . ПМИД 22040171 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Джанани Рави , Амита Сне , Константин Шило , Мохд В. Нассер и Рамеш К. Ганджу (май 2014 г.). «Ингибирование FAAH усиливает опосредованный анандамидом противоопухолевый эффект при немелкоклеточном раке легкого за счет подавления пути EGF/EGFR» . Онкотаргет . 5 (9): 2475–2486. дои : 10.18632/oncotarget.1723 . ПМК 4058020 . ПМИД 24811863 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Тацуя Тай , Кадзухито Цубои , Тору Уяма , Ким Масуда , Бенджамин Ф. Краватт , Хитоши Хоучи и Нацуо Уэда (май 2012 г.). «Эндогенные молекулы, стимулирующие амидазу N-ацилэтаноламин-гидролизующей кислоты (NAAA)» . ACS Химическая нейронаука . 3 (5): 379–385. дои : 10.1021/cn300007s . ПМЦ 3382453 . ПМИД 22860206 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
Андреа Армиротти , Элиза Ромео , Стефано Понцано , Луиза Менгатто , Мауро Диониси , Клаудия Карачони , Фабио Бертоцци , Джанпьеро Гарау , Глауко Тароццо , Анджело Реджани , Тициано Бандьера , Джорджио Тарция , Марко Мор и Даниэле Пиомелли (май 2012 г.). «Бета-лактоны ингибируют амидазу N-ацилэтаноламиновой кислоты путем S-ацилирования каталитического N-концевого цистеина» . Письма ACS по медицинской химии . 3 (5): 422–426. дои : 10.1021/ml300056y . ПМК 4025845 . ПМИД 24900487 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки

Амидаза N-ацилэтаноламиновой кислоты (название гена: NAAA ((ASAHL))) - Атлас белков человека

[1] «Ген NAAA - GeneCards | Белок NAAA | Антитело NAAA» .

[ 1 ]