Jump to content

Дефицит фенолсерной трансферазы

Дефицит фенолсерной трансферазы , сокращенно дефицит PST , представляет собой отсутствие или пониженную активность функционального фермента фенолсерной трансферазы, который имеет решающее значение в детоксикации преимущественно фенольных соединений путем катализа сульфатной конъюгации гидроксильных групп в токсичных фенольных соединениях с приводят к образованию более гидрофильных форм для более эффективного выведения . Это нарушение обмена веществ было впервые обнаружено в конце 1990-х годов доктором Розмари Уоринг во время ее исследований с детьми , страдающими аутизмом , что также привело к тому, что этот дефицит стал часто ассоциироваться с темой аутизма. Мутации в генах PST объясняют генетические причины дефицита, из которых однонуклеотидный полиморфизм и метилирование промоторов . являются двумя примерами мутаций, которые соответственно вызывают конформационные аномалии и снижение экспрессии фермента, что приводит к снижению детоксикации фенольных соединений и регуляции фенольного нейромедиатора . Дефицит может вызвать такие симптомы, как приливы , тахикардия и депрессия , а также являются фактором риска таких расстройств, как аутизм, мигрень и рак, а также ограничивают использование фенольных препаратов у пациентов с дефицитом ФСТ. В настоящее время не существует лекарства для лечения дефицита ФСТ. Тем не менее, некоторые люди, страдающие от дефицита ФСТ, обнаружили, что прием пищеварительных ферментных добавок, содержащих ксиланазу, за 10 минут до еды, значительно уменьшает симптомы.

Фенолсерная трансфераза

[ редактировать ]
Сульфатная конъюгация, катализируемая PST, при которой сульфильная группа PAPS переносится PST на гидроксильную группу фенольных соединений.

Фенолсерная трансфераза, сокращенно PST или SULT1, представляет собой подсемейство ферментов цитозольных сульфотрансфераз (SULT), состоящее как минимум из 8 изоформ у человека. [1] которые катализируют перенос сульфурильной группы от 3'-фосфоаденозин-5'-фосфосульфата (PAPS) к фенольным соединениям , [2] в результате образуется больше гидрофильных продуктов, которые легче выводятся из тканей для выведения . [3] В высоких концентрациях PST также может катализировать сульфатную конъюгацию аминогрупп . [4] Это подсемейство ферментов, которое существует почти во всех тканях человека. [5] важен для детоксикации фенолсодержащих ксенобиотиков или эндогенных соединений , [6] включая биотрансформацию нейротрансмиттеров и лекарств . [5] Его экспрессия контролируется генами PST, расположенными на хромосомах 2 , 4 и 16 в зависимости от изоформы. [7] например, гены преобладающей изоформы в организме взрослого человека, SULT1A1, [8] [9] который в высокой степени наследуется и варьируется между людьми, [10] и самый важный в нервной системе SULT1A3, [11] расположены на 16 хромосоме в положении от 16p11.2 до 16p12.1. [12]

Открытие

[ редактировать ]

Дефицит PST был впервые обнаружен в конце 1990-х годов доктором Розмари Уоринг в ходе серии тестов во время ее исследований механизмов и характеристик сульфатации у детей с аутизмом . [13] В результате теста с введением лицам с парацетамолом было обнаружено, что уровень конъюгата сульфата в моче был значительно ниже у аутистов по сравнению с контрольной группой, не страдающими аутизмом, что было вызвано снижением способности к образованию сульфатированных метаболиты . [14] Также было обнаружено, что уровень сульфата в плазме значительно ниже у детей с аутизмом, что приводит к снижению активности ФСТ. [15] Таким образом, она пришла к выводу, что, возможно, существует дефицит ФСТ у детей с аутизмом из-за снижения содержания сульфата в плазме как субстрата ФСТ. [13]

Патофизиология

[ редактировать ]
PST представляет собой белок, состоящий из длинной цепи аминокислот, в которой замена аргинина на гистидин в положении 213 вследствие полиморфизма SULT1A1*2 может вызвать изменения биохимических свойств и уменьшить размер сайта связывания субстрата. [16]

Дефицит PST может быть вызван наследственными мутациями в генах PST. [10] например, полиморфизм SULT1A1*2, который представляет собой однонуклеотидный полиморфизм в 638-м основании гена SULT1A1 с гуанина на аденозин , который вызывает замену 213-го аминокислотного остатка полученного SULT1A1 с аргинина на гистидин . [17] [18] Эта мутация вызывает конформационные изменения фермента, уменьшая размер сайта связывания и изменяя термохимические свойства, что вдвое снижает аффинность связывания субстрата и термостабильность фермента . [19] и приводит к снижению ферментативной активности. [16]

Метилирование . дистальных и проксимальных промоторов генов PST является еще одной мутацией, которая объясняет дефицит, который вызывает снижение экспрессии PST, а не конформационные аномалии Это предотвращает связывание РНК-полимеразы , что, следовательно, ингибирует мРНК экспрессию гена продукции PST и, в конечном итоге, приводит к дефициту PST. [20]

Механизмы возникновения заболеваний

[ редактировать ]

Дефицит PST может напрямую вызывать заболевания из-за возникающего дефекта сульфоконъюгации фенола , который снижает удаление токсичных фенольных соединений. [21]

В печени, где PST служит одним из важных ферментов, участвующих в детоксикации, снижение уровней транскрипции и трансляции генов PST может привести к накоплению фенольных ксенобиотиков и вызвать заболевания печени, такие как стеатоз печени и цирроз печени . [22] или даже рак печени, такой как гепатоцеллюлярная карцинома , когда фенольные канцерогены накапливаются, вызывая их развитие. [23]

В клинической нейрохимии PST, в частности изоформа SULT1A3 , отвечает за деградацию фенольных нейротрансмиттеров, таких как дофамин и норадреналин , и, следовательно, играет важную роль в регуляции нейротрансмиттеров, что сильно влияет на неврологические функции. Дефицит или снижение уровня SULT1A3 может привести к задержке нейромедиатора в синапсах , что влияет на функции мозга, включая когнитивную гибкость и ассоциативное обучение . [11] [24]

Клиническое воздействие

[ редактировать ]
[ редактировать ]

Симптомы дефицита ФСТ в основном возникают в результате нарушения многочисленных метаболических процессов из-за накопления фенолов в организме. Общие симптомы включают полидипсию , приливы крови к лицу , тахикардию , ночную потливость и желудочно-кишечные проблемы, такие как диарея . [13] Неврологические и психиатрические расстройства, такие как депрессия, также могут возникать при нарушении регуляции фенольных нейротрансмиттеров. [25] Дефицит PST также является фактором риска развития различных заболеваний, включая аутизм, мигрень и рак.

Предполагается, что мутации, включая микроделецию и микродупликацию генов PST, являются факторами риска расстройств аутистического спектра. [26] особенно мутация, вызывающая снижение активности SULT1A, о которой обычно сообщается у аутистов. [1] Некоторые исследования показали, что сульфотрансферазы, такие как PST, участвуют в гликозилировании , и поэтому дефицит PST может вызвать нарушение гликозилирования, что приводит к дистрогликанопатиям, при которых могут возникать серьезные нарушения центральной нервной системы, включая миграцию нейронов и корковые дефекты, и, в конечном итоге, приводить к аутистическому поведению. [27] Однако до сих пор неясно, является ли дефицит PST причиной аутизма или просто биомаркером расстройства. [28] Хотя недавние исследования связали аутизм с мутациями в позиции 16p11.2 на хромосоме 16, [29] [30] где существует ген преобладающей изоформы PST в нервной системе SULT1A3, [11] из-за большого количества генов в этой области дефицит PST возникает в результате мутации. Возможно, это не причина аутизма, а просто состояние, связанное с мутацией другого гена, вызывающего аутизм. [31] [28]

Дефицит PST в тромбоцитах является фактором риска мигрени . [32] Считается, что снижение уровня и активности ФСТ повышает количество неконъюгированных аминов в кровотоке и центральной нервной системе, что приводит к повышению уровня катехоламинов , что способствует возникновению повторяющихся головных болей при мигрени. [33] Также обнаружено, что диетическое потребление продуктов, богатых аминами, может еще больше снизить активность PST и вызвать более серьезные симптомы мигрени. [33]

Вопрос о том, увеличивает или уменьшает дефицит PST риск развития рака, остается спорным. [34] Хотя одной из основных функций PST является инактивация фенольных канцерогенов, и, следовательно, дефицит PST может снизить инактивацию канцерогенов и привести к более высокому риску развития рака, некоторые исследования также обнаружили, что PST, в частности SULT1A1, ответственен за токсичность пищевых продуктов. и мутагены окружающей среды , которые могут увеличить риск развития рака, и, следовательно, снижение риска может быть связано с дефицитным состоянием SULT1A1. [19]

Фармакологическое воздействие

[ редактировать ]

Лекарственный метаболизм фенольных препаратов, таких как парацетамол и салициламид , в значительной степени зависит от фенолсульфоконъюгации при ФСТ, поэтому тщательный контроль лекарственных форм , путей , скорости и продолжительности введения этих препаратов важен для пациентов с дефицитом ФСТ, чтобы предотвратить накопление препаратов в организме и истощение ФСТ для сульфоконъюгации других ксенобиотиков и эндогенных веществ. [35] Высокие дозы нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП) , таких как аспирин , также могут вызвать кратковременное ингибирование активности ФСТ, и их следует назначать пациентам с дефицитом ФСТ с осторожностью, чтобы предотвратить дальнейшее снижение активности ФСТ и накопление фенольных соединений. соединения, которые могут привести к неблагоприятным последствиям. [14]

  1. ^ Jump up to: а б Салман Э.Д., Кадлубар С.А., Фалани CN (апрель 2009 г.). «Экспрессия и локализация цитозольной сульфотрансферазы (SULT) 1A1 и SULT1A3 в нормальном мозге человека» . Метаболизм и распределение лекарств . 37 (4): 706–9. дои : 10.1124/dmd.108.025767 . ПМК   2680540 . ПМИД   19171676 .
  2. ^ Даффел М.В., Маршал А.Д., Макфи П., Шарма В., Джейкоби В.Б. (2001). «Ферментативные аспекты фенол (арил) сульфотрансфераз». Обзоры метаболизма лекарств . 33 (3–4): 369–95. дои : 10.1081/dmr-120001394 . ПМИД   11768773 . S2CID   1975310 .
  3. ^ Дули Т.П. (февраль 1998 г.). «Клонирование семейства генов фенолсульфотрансферазы человека: три гена, участвующих в метаболизме катехоламинов, гормонов щитовидной железы и лекарств». Химико-биологические взаимодействия . 109 (1–3): 29–41. дои : 10.1016/S0009-2797(97)00118-X . ПМИД   9566731 .
  4. ^ Котри М.В. (июль 1996 г.). «Сульфатация, катализируемая цитозольными сульфотрансферазами человека - химическая защита или молекулярный терроризм?». Человеческая и экспериментальная токсикология . 15 (7): 547–55. дои : 10.1177/096032719601500701 . ПМИД   8818707 . S2CID   10698535 .
  5. ^ Jump up to: а б Вайншильбоум Р. (март 1988 г.). «Наследование фенолсульфотрансферазы». Клеточная и молекулярная нейробиология . 8 (1): 27–34. дои : 10.1007/bf00712908 . ПМИД   3042142 . S2CID   27453493 .
  6. ^ Секура Р.Д., Якоби В.Б. (июль 1979 г.). «Фенолсульфотрансферазы» . Журнал биологической химии . 254 (13): 5658–63. дои : 10.1016/S0021-9258(18)50465-8 . ПМИД   447677 .
  7. ^ Гамедж Н., Барнетт А., Хемпель Н., Дагглби Р.Г., Виндмилл К.Ф., Мартин Дж.Л., Макманус М.Э. (март 2006 г.). «Сульфотрансферазы человека и их роль в химическом обмене» . Токсикологические науки . 90 (1): 5–22. CiteSeerX   10.1.1.319.6099 . doi : 10.1093/toxsci/kfj061 . ПМИД   16322073 .
  8. ^ Чен Г, Чен Икс (сентябрь 2003 г.). «Остатки аргинина в активном центре фенолсульфотрансферазы человека (SULT1A1)» . Журнал биологической химии . 278 (38): 36358–64. дои : 10.1074/jbc.M306045200 . ПМК   3118444 . ПМИД   12867416 .
  9. ^ Кук И., Ван Т., Гирвин М., Лей Т.С. (декабрь 2016 г.). «Структура катехинсвязывающего сайта сульфотрансферазы человека 1А1» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 113 (50): 14312–14317. дои : 10.1073/pnas.1613913113 . ПМК   5167148 . ПМИД   27911811 .
  10. ^ Jump up to: а б Ю Х, Дхакал И.Б., Беггс М., Эдавана В.К., Уильямс С., Чжан Х. и др. (декабрь 2010 г.). «Функциональные генетические варианты в 3'-нетранслируемой области изоформы 1А1 сульфотрансферазы (SULT1A1) и их влияние на ферментативную активность» . Токсикологические науки . 118 (2): 391–403. дои : 10.1093/toxsci/kfq296 . ПМЦ   2984532 . ПМИД   20881232 .
  11. ^ Jump up to: а б с Дарра К., Ван Т., Кук И., Какасе М., Дейтерс А., Лей Т.С. (февраль 2019 г.). «Аллостеры для регулирования сульфирования нейротрансмиттеров» . Журнал биологической химии . 294 (7): 2293–2301. дои : 10.1074/jbc.RA118.006511 . ПМК   6378965 . ПМИД   30545938 .
  12. ^ Дули Т.П., Обермеллер Р.Д., Лейтер Э.Х., Чепмен Х.Д., Фалани К.Н., Дэн З., Сицилиано М.Дж. (ноябрь 1993 г.). «Картирование гена фенолсульфотрансферазы (STP) с хромосомой 16p12.1-p11.2 человека и хромосомой 7 мыши». Геномика . 18 (2): 440–3. дои : 10.1006/geno.1993.1494 . ПМИД   8288252 .
  13. ^ Jump up to: а б с О'Рейли Б.А., Уоринг Р.Х. (1993). «Дефицит ферментов и окисления серы у детей-аутистов с известной пищевой непереносимостью» (PDF) . Журнал ортомолекулярной медицины . 8 (4): 198–200.
  14. ^ Jump up to: а б Альберти А., Пирроне П., Элиа М., Уоринг Р.Х., Романо С. (август 1999 г.). «Дефицит сульфатации у «низкофункциональных» детей-аутистов: пилотное исследование». Биологическая психиатрия . 46 (3): 420–4. дои : 10.1016/s0006-3223(98)00337-0 . ПМИД   10435209 . S2CID   20942689 .
  15. ^ Уоринг Р.Х., Нгонг Дж.М., Кловрза Л., Грин С., Шарп Х. (1997). «Биохимические показатели у детей-аутистов» . Мозговая дисфункция Дева . 10 : 43–47. ISSN   1019-5815 .
  16. ^ Jump up to: а б Дэш Р., Али MC, Даш Н., Азад М.А., Хосен С.М., Ханнан М.А., Moon IS (декабрь 2019 г.). «Структурные и динамические характеристики подчеркивают вредную роль полиморфизма SULT1A1 R213H в связывании субстрата» . Международный журнал молекулярных наук . 20 (24): 6256. doi : 10.3390/ijms20246256 . ПМК   6969939 . ПМИД   31835852 .
  17. ^ Фернандес-Сантандер А., Новилло А., Гайбар М., Ромеро-Лорка А., Мораль П., Санчес-Куэнка Д. и др. (август 2016 г.). «Вариации генов цитохрома и сульфотрансферазы в популяциях Северной Африки». Фармакогеномика . 17 (13): 1415–23. дои : 10.2217/pgs-2016-0016 . ПМИД   27471773 .
  18. ^ Лян Г., Мяо X, Чжоу Ю, Тан В., Линь Д. (май 2004 г.). «Функциональный полиморфизм гена SULT1A1 (G638A) связан с риском развития рака легких в связи с курением табака» . Канцерогенез . 25 (5): 773–8. дои : 10.1093/carcin/bgh053 . ПМИД   14688021 .
  19. ^ Jump up to: а б Котнис А., Каннан С., Сарин Р., Мулхеркар Р. (октябрь 2008 г.). «Исследование случай-контроль и метаанализ полиморфизма SULT1A1 Arg213His для взаимодействия гена, этнической принадлежности и окружающей среды с риском развития рака» . Британский журнал рака . 99 (8): 1340–7. дои : 10.1038/sj.bjc.6604683 . ПМК   2570530 . ПМИД   18854828 .
  20. ^ Квон М.С., Ким С.Дж., Ли С.И., Чон Дж.Х., Ли Э.С., Кан Х.С. (январь 2006 г.). «Эпигенетическое подавление гена сульфотрансферазы 1А1 путем гиперметилирования в ткани молочной железы». Отчеты онкологии . 15 (1): 27–32. дои : 10.3892/или.15.1.27 . ПМИД   16328031 .
  21. ^ Кучел О, Буу НТ, Серри О (1982). «Сульфоконъюгация катехоламинов, питание и гипертония» . Гипертония . 4 (5, часть 2): III93-8. дои : 10.1161/01.HYP.4.5_Pt_2.III93 . ПМИД   7049935 .
  22. ^ Ялчин Э.Б., Мор В., Нейра К.Л., Лу З.Дж., Черрингтон, штат Нью-Джерси, Слитт А.Л., Кинг Р.С. (сентябрь 2013 г.). «Понижение экспрессии и активности сульфотрансфераз при заболеваниях печени человека» . Метаболизм и распределение лекарств . 41 (9): 1642–50. дои : 10.1124/dmd.113.050930 . ПМЦ   3876809 . ПМИД   23775849 .
  23. ^ Йео М, На ЮМ, Ким Д.К., Ким Ю.Б., Ван Х.Дж., Ли Дж.А. и др. (январь 2010 г.). «Потеря фенолсульфотрансферазы 1 при гепатоцеллюлярном канцерогенезе». Протеомика . 10 (2): 266–76. дои : 10.1002/pmic.200900721 . ПМИД   19904771 . S2CID   206364501 .
  24. ^ Гольдштейн Д.С., Свобода К.Дж., Майлз Дж.М., Коппак С.В., Анеман А., Холмс С. и др. (июль 1999 г.). «Источники и физиологическое значение сульфата дофамина в плазме» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 84 (7): 2523–31. дои : 10.1210/jcem.84.7.5864 . ПМИД   10404831 .
  25. ^ Пеннингс Э.Дж., Ван Кемпен GM (октябрь 1983 г.). «Анализ фенолсульфотрансферазы в крови человека». Клиника Химика Акта; Международный журнал клинической химии . 134 (1–2): 199–206. дои : 10.1016/0009-8981(83)90197-3 . ПМИД   6580977 .
  26. ^ Вайс Л.А., Шен Ю., Корн Дж.М., Аркинг Д.Э., Миллер Д.Т., Фоссдал Р. и др. (февраль 2008 г.). «Связь между микроделецией и микродупликацией 16p11.2 и аутизмом» . Медицинский журнал Новой Англии . 358 (7): 667–75. doi : 10.1056/NEJMoa075974 . ПМИД   18184952 .
  27. ^ Дуайер, Калифорния, Эско Дж.Д. (октябрь 2016 г.). «Факторы восприимчивости к гликанам при расстройствах аутистического спектра» . Молекулярные аспекты медицины . 51 : 104–14. дои : 10.1016/j.mam.2016.07.001 . ПМЦ   5556687 . ПМИД   27418189 .
  28. ^ Jump up to: а б Бьёрклунд Г., Мегид Н.А., Эль-Ансари А., Эль-Бана М.А., Дадар М., Аасет Дж. и др. (декабрь 2018 г.). «Диагностические и отслеживающие тяжесть биомаркеры расстройств аутистического спектра». Журнал молекулярной нейронауки . 66 (4): 492–511. дои : 10.1007/s12031-018-1192-1 . ПМИД   30357679 . S2CID   53027975 .
  29. ^ Стейнман К.Дж., Спенс С.Дж., Рамоцки М.Б., Прауд М.Б., Кесслер С.К., Марко Э.Дж. и др. (ноябрь 2016 г.). «Делегия и дупликация 16p11.2: характеристика неврологических фенотипов в большой клинически подтвержденной когорте». Американский журнал медицинской генетики. Часть А. 170 (11): 2943–2955. дои : 10.1002/ajmg.a.37820 . ПМИД   27410714 . S2CID   2469192 .
  30. ^ Ангелакос CC, Уотсон А.Дж., О'Брайен В.Т., Крайнок К.С., Никл-Джокшат Т., Абель Т. (апрель 2017 г.). «Гиперактивность и характерный для мужчин дефицит сна в мышиной модели аутизма с делецией 16p11.2» . Исследования аутизма . 10 (4): 572–584. дои : 10.1002/аур.1707 . ПМК   6201314 . ПМИД   27739237 .
  31. ^ Арбогаст Т., Уагацзал А.М., Шевалье С., Копаница М., Афинови Н., Мильявакка Е. и др. (февраль 2016 г.). Барш Г.С. (ред.). «Взаимное влияние на нейрокогнитивные и метаболические фенотипы на мышиных моделях синдромов делеции и дупликации 16p11.2» . ПЛОС Генетика . 12 (2): e1005709. дои : 10.1371/journal.pgen.1005709 . ПМЦ   4752317 . ПМИД   26872257 .
  32. ^ Литтлвуд Дж., Гловер В., Сэндлер М., Петти Р., Питфилд Р., Роуз ФК (май 1982 г.). «Дефицит тромбоцитарной фенолсульфотрансферазы при диетической мигрени». Ланцет . 1 (8279): 983–6. дои : 10.1016/S0140-6736(82)91990-0 . ПМИД   6122845 . S2CID   39305175 .
  33. ^ Jump up to: а б Алам З., Кумбс Н., Уоринг Р.Х., Уильямс А.С., Стивентон ГБ (ноябрь 1997 г.). «Активность сульфотрансферазы тромбоцитов, уровни сульфатов в плазме и способность к сульфатации у пациентов с мигренью и головной болью напряжения». Цефалгия . 17 (7): 761–4. дои : 10.1046/j.1468-2982.1997.1707761.x . ПМИД   9399006 . S2CID   20415750 .
  34. ^ Лю Дж., Чжао Р., Йе Зи, Фрей А.Дж., Шривер Э.Р., Снайдер Н.В., Хеббринг С.Дж. (ноябрь 2017 г.). «Связь изменения количества копий SULT1A1 с метаболизмом эстрогена и здоровьем человека» . Журнал биохимии стероидов и молекулярной биологии . 174 : 169–175. дои : 10.1016/j.jsbmb.2017.08.017 . ПМЦ   5675753 . ПМИД   28867356 .
  35. ^ Леви Дж. (июль 1986 г.). «Сульфатная конъюгация в метаболизме лекарств: роль неорганического сульфата». Труды Федерации . 45 (8): 2235–40. ПМИД   3459670 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 7f6555aeee4d9678b24ee98b19cc100f__1719405420
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/7f/0f/7f6555aeee4d9678b24ee98b19cc100f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Phenol sulfur transferase deficiency - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)