Jump to content

Фермент расщепления боковой цепи холестерина

CYP11A1
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы CYP11A1 , CYP11A, CYPXIA1, P450SCC, цитохром P450, семейство 11, член подсемейства A 1
Внешние идентификаторы ОМИМ : 118485 ; МГИ : 88582 ; Гомологен : 37347 ; Генные карты : CYP11A1 ; ОМА : CYP11A1 – ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_001099773
НМ_000781

НМ_019779
НМ_001346787

RefSeq (белок)

НП_000772
НП_001093243

НП_001333716
НП_062753

Местоположение (UCSC) Чр 15: 74,34 – 74,37 Мб Чр 9: 57,91 – 57,93 Мб
в PubMed Поиск [3] [4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Фермент расщепления боковой цепи холестерина обычно называют P450scc , где «scc» — аббревиатура от боковой цепи расщепления . P450scc — митохондриальный фермент , катализирующий превращение холестерина в прегненолон . Это первая реакция в процессе стероидогенеза во всех тканях млекопитающих, специализирующихся на выработке различных стероидных гормонов . [5]

холестерин + 3 НАДФН + 3 Н + + 3 O 2 ⇄ прегненолон + 4-метилпентаналь + 3 НАДФ + + 3 Н 2 О

P450scc является членом суперсемейства ферментов цитохрома P450 (семейство 11, подсемейство А, полипептид 1) и кодируется CYP11A1 геном . [6]

Номенклатура

[ редактировать ]
холестеринмонооксигеназа (расщепляющая боковую цепь)
Идентификаторы
Номер ЕС. 1.14.15.6
Номер CAS. 37292-81-2
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
Генная онтология АмиГО / QuickGO
Поиск
PMCarticles
PubMedarticles
NCBIproteins

Систематическое название этого класса ферментов — холестерин, восстановленный надпочечниковый ферредоксин:кислородоредуктаза (расщепляющая боковую цепь) . Другие имена включают:

Тканевая и внутриклеточная локализация

[ редактировать ]

Самый высокий уровень системы расщепления боковой цепи холестерина обнаружен в коре надпочечников и желтом теле . [5] Система также экспрессируется на высоких уровнях в стероидогенных тека-клетках яичников и клетках Лейдига в семенниках. [5] Во время беременности плацента также экспрессирует значительные уровни этой ферментной системы. [7] P450scc также присутствует в гораздо меньших количествах в некоторых других типах тканей, включая мозг. [8] В коре надпочечников концентрация адренодоксин аналогична концентрации P450scc, но адренодоксинредуктаза экспрессируется на более низких уровнях. [9]

Иммунофлуоресцентные исследования с использованием специфических антител против ферментов системы P450scc показали, что белки локализуются исключительно внутри митохондрий. [10] [11] P450scc связан с внутренней мембраной митохондрий , обращенной внутрь (матрикс). [12] [13] Адренодоксин и адренодоксинредуктаза представляют собой растворимые периферические мембранные белки, расположенные внутри митохондриального матрикса, которые, по-видимому, связываются друг с другом преимущественно посредством электростатических взаимодействий. [14]

Механизм действия

[ редактировать ]

P450scc катализирует превращение холестерина в прегненолон в трех монооксигеназных реакциях. Они включают 2 гидроксилирования боковой цепи холестерина, в результате которых образуется сначала 22R-гидроксихолестерин, а затем 20альфа,22R-дигидроксихолестерин. На последнем этапе разрывается связь между атомами углерода 20 и 22, что приводит к образованию прегненолона и изокапронового альдегида .

На каждый этап монооксигеназы требуется 2 электрона ( восстанавливающие эквиваленты ). Исходным источником электронов является НАДФН. [15] Электроны передаются от НАДФН к P450scc с помощью двух белков-переносчиков электронов: адренодоксинредуктазы. [16] и адренодоксин . [17] [18] Все три белка вместе составляют комплекс расщепления боковой цепи холестерина.

Участие трех белков в реакции расщепления боковой цепи холестерина ставит вопрос о том,три белка функционируют как тройной комплекс редуктаза:адренодоксин:P450. Как спектроскопические исследования связывания адренодоксин с P450scc, так и кинетические исследования в присутствии различных концентраций адренодоксинредуктазы показали, что редуктаза конкурирует с P450scc за связывание с адренодоксином. Эти результаты показали, что образование функционального тройного комплекса невозможно. [17] В результате этих исследований был сделан вывод, что сайты связывания адренодоксина с его редуктазой и с P450 перекрываются и, как следствие, адренодоксин функционирует как мобильный переносчик электронов между редуктазой и P450. [17] Эти выводы были подтверждены структурным анализом комплекса адренодоксин-Р450. [19]

Процесс переноса электрона от НАДФН к P450scc не является тесно связанным; то есть при переносе электронов от адренодоксинредуктазы через адренодоксин к P450scc определенная часть электронов утекает за пределы цепи и реагирует с O 2 , образуя супероксидные радикалы. [20] Стероидогенные клетки включают в себя разнообразный набор антиоксидантных систем, которые справляются с радикалами, вырабатываемыми стероидогенными ферментами. [21]

Регулирование

[ редактировать ]

В каждой стероидогенной клетке экспрессия белков системы P450scc регулируется специфичной для данного типа клеток трофической гормональной системой. [5] В клетках коры надпочечников из пучковой зоны экспрессия мРНК, кодирующих все три белка P450scc, индуцируется кортикотропином (АКТГ). [11] [22] Трофические гормоны увеличивают экспрессию гена CYP11A1 посредством факторов транскрипции, таких как стероидогенный фактор 1 (SF-1), альфа-изоформы активирующего белка 2 (AP-2) у человека и многих других. [22] [23] Производство этого фермента особенно ингибируется ядерным рецептором DAX-1 . [22]

P450scc всегда активен, однако его активность ограничена поступлением холестерина во внутреннюю мембрану. Поставка холестерина в эту мембрану (из внешней митохондриальной мембраны ) считается, таким образом, истинным этапом, ограничивающим скорость производства стероидов. Этот этап опосредуется в первую очередь стероидогенным острым регуляторным белком (StAR или STARD1). При стимуляции клетки выработкой стероида количество StAR, доступное для переноса холестерина во внутреннюю мембрану, ограничивает скорость реакции (острая фаза). Считается, что при длительной (хронической) стимуляции поставка холестерина больше не становится проблемой и что способность системы вырабатывать стероиды (т. е. уровень P450scc в митохондриях) теперь становится более важной.

Кортикотропин (АКТГ) – это гормон, который выделяется передней долей гипофиза в ответ на стрессовые ситуации. Исследование стероидогенной способности коры надпочечников у детей раннего возраста с острым респираторным заболеванием показало, что действительно во время болезненного состояния происходит специфическое повышение стероидогенной способности к синтезу глюкокортикоида кортизола, но не к секретируемым минералокортикоиду альдостерону или андрогену ДГЭАС. из других зон коры надпочечников. [24]

Патология

[ редактировать ]

Мутации в гене CYP11A1 приводят к дефициту стероидных гормонов, вызывая в небольшом количестве случаев редкое и потенциально смертельное состояние – липоидную врожденную гиперплазию надпочечников . [25] [26] [27] Дефицит CYP11A1 может привести к гиперпигментации, гипогликемии и рецидивирующим инфекциям. [28]

Ингибиторы

[ редактировать ]

Ингибиторы ферментов расщепления боковой цепи холестерина включают, среди прочего, аминоглутетимид , кетоконазол и митотан . [29] [30] [31]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с ENSG00000288362 GRCh38: выпуск Ensembl 89: ENSG00000140459, ENSG00000288362 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000032323 Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Перейти обратно: а б с д Ханукоглу I (декабрь 1992 г.). «Стероидогенные ферменты: структура, функции и роль в регуляции биосинтеза стероидных гормонов» . Журнал биохимии стероидов и молекулярной биологии . 43 (8): 779–804. дои : 10.1016/0960-0760(92)90307-5 . ПМИД   22217824 . S2CID   112729 .
  6. ^ «Ген Энтреза: цитохром P450 CYP11A1, семейство 11, подсемейство А, полипептид 1» .
  7. ^ Штраус Дж. Ф., Мартинес Ф., Кириакиду М. (февраль 1996 г.). «Синтез плацентарных стероидных гормонов: уникальные особенности и вопросы без ответа» . Биология размножения . 54 (2): 303–311. дои : 10.1095/biolreprod54.2.303 . ПМИД   8788180 .
  8. ^ Стоффель-Вагнер Б. (декабрь 2001 г.). «Метаболизм нейростероидов в мозге человека» . Европейский журнал эндокринологии . 145 (6): 669–679. дои : 10.1530/eje.0.1450669 . ПМИД   11720889 .
  9. ^ Ханукоглу I, Ханукоглу З (май 1986 г.). «Стехиометрия митохондриальных цитохромов P-450, адренодоксин и адренодоксинредуктаза в коре надпочечников и желтом теле. Значение для мембранной организации и регуляции генов» . Европейский журнал биохимии . 157 (1): 27–31. дои : 10.1111/j.1432-1033.1986.tb09633.x . ПМИД   3011431 .
  10. ^ Ханукоглу I, Сух Б.С., Химмельхох С., Амстердам А (октябрь 1990 г.). «Индукция и митохондриальная локализация ферментов системы цитохрома P450scc в нормальных и трансформированных клетках гранулезы яичников» . Журнал клеточной биологии . 111 (4): 1373–1381. дои : 10.1083/jcb.111.4.1373 . ПМК   2116250 . ПМИД   2170421 .
  11. ^ Перейти обратно: а б Ханукоглу I, Фейхтвангер Р., Ханукоглу А (ноябрь 1990 г.). «Механизм индукции кортикотропином и цАМФ ферментов митохондриальной системы цитохрома P450 в клетках коры надпочечников» . Журнал биологической химии . 265 (33): 20602–20608. дои : 10.1016/S0021-9258(17)30545-8 . ПМИД   2173715 .
  12. ^ Топологические исследования цитохромов P-450scc и P-45011 бета во внутренних митохондриальных мембранах надпочечников крупного рогатого скота. Эффекты контролируемого триптического пищеварения. Ж. Биол. хим. 1979 254:10443-8.
  13. ^ Фаркаш Ю., Тимберг Р., Орли Дж. (апрель 1986 г.). «Получение антисыворотки к расщеплению боковой цепи холестерина цитохрома Р-450 крысы и ее использование для ультраструктурной локализации иммунореактивного фермента методом белка А-золота» . Эндокринология . 118 (4): 1353–1365. дои : 10.1210/эндо-118-4-1353 . ПМИД   3948785 .
  14. ^ Ханукоглу I, Привалле, Коннектикут, Джефкоат ЧР (май 1981 г.). «Механизмы ионной активации цитохромов митохондрий надпочечников P-450scc и P-45011 бета» . Журнал биологической химии . 256 (9): 4329–4335. дои : 10.1016/S0021-9258(19)69437-8 . ПМИД   6783659 .
  15. ^ Ханукоглу I, Рапопорт Р. (1995). «Пути и регуляция продукции НАДФН в стероидогенных митохондриях». Эндокринные исследования . 21 (1–2): 231–241. дои : 10.3109/07435809509030439 . ПМИД   7588385 .
  16. ^ Ханукоглу И., Гутфингер Т., Ханиу М., Шивели Дж.Э. (декабрь 1987 г.). «Выделение кДНК адренодоксинредуктазы (ферредоксин-НАДФ + редуктаза). Значение для митохондриальных систем цитохрома P-450» . Европейский журнал биохимии . 169 (3): 449–455. дои : 10.1111/j.1432-1033.1987.tb13632.x . ПМИД   3691502 .
  17. ^ Перейти обратно: а б с Ханукоглу I, Джеффкоат CR (апрель 1980 г.). «Митохондриальный цитохром P-450scc. Механизм транспорта электронов адренодоксином» . Журнал биологической химии . 255 (7): 3057–3061. дои : 10.1016/S0021-9258(19)85851-9 . ПМИД   6766943 .
  18. ^ Ханукоглу И., Шпицберг В., Бампус Дж.А., Дус К.М., Джеффкоат Ч.Р. (май 1981 г.). «Митохондриальный цитохром P-450scc надпочечников. Взаимодействие холестерина и адренодоксинов в равновесии и во время обмена» . Журнал биологической химии . 256 (9): 4321–4328. дои : 10.1016/S0021-9258(19)69436-6 . ПМИД   7217084 .
  19. ^ Струшкевич Н., Маккензи Ф., Черкесова Т., Грабовец И., Усанов С., Парк Х.В. (июнь 2011 г.). «Структурная основа биосинтеза прегненолона митохондриальной монооксигеназной системой» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (25): 10139–10143. Бибкод : 2011PNAS..10810139S . дои : 10.1073/pnas.1019441108 . ПМК   3121847 . ПМИД   21636783 .
  20. ^ Ханукоглу И., Рапопорт Р., Вайнер Л., Склан Д. (сентябрь 1993 г.). «Утечка электронов из митохондриальной системы НАДФН-адренодоксинредуктаза-адренодоксин-P450scc (расщепление боковой цепи холестерина)» . Архив биохимии и биофизики . 305 (2): 489–498. дои : 10.1006/abbi.1993.1452 . ПМИД   8396893 .
  21. ^ Ханукоглу I (2006). «Антиоксидантные защитные механизмы против активных форм кислорода (АФК), генерируемых митохондриальными системами P450 в стероидогенных клетках» . Обзоры метаболизма лекарств . 38 (1–2): 171–196. дои : 10.1080/03602530600570040 . ПМИД   16684656 . S2CID   10766948 .
  22. ^ Перейти обратно: а б с Лавуа Х.А., Кинг С.Р. (август 2009 г.). «Регуляция транскрипции стероидогенных генов: STARD1, CYP11A1 и HSD3B». Экспериментальная биология и медицина . 234 (8): 880–907. дои : 10.3181/0903-MR-97 . ПМИД   19491374 . S2CID   5350278 .
  23. ^ Го IC, Ши MC, Лан HC, Сюй NC, Ху MC, Чунг BC (июль 2007 г.). «Регуляция транскрипции человеческого CYP11A1 в гонадах и надпочечниках». Журнал биомедицинской науки . 14 (4): 509–515. дои : 10.1007/s11373-007-9177-z . ПМИД   17594537 .
  24. ^ Ханукоглу А, Фрид Д, Накаш I, Ханукоглу I (ноябрь 1995 г.). «Избирательное увеличение стероидогенной способности надпочечников при острых респираторных заболеваниях у детей раннего возраста». Европейский журнал эндокринологии . 133 (5): 552–556. дои : 10.1530/eje.0.1330552 . ПМИД   7581984 . S2CID   44439040 .
  25. ^ Бхангу А., Ангальт Х., Тен С., Кинг С.Р. (март 2006 г.). «Фенотипические вариации липоидной врожденной гиперплазии надпочечников». Обзоры детской эндокринологии . 3 (3): 258–271. ПМИД   16639391 .
  26. ^ аль Кандари Х, Кацумата Н, Александр С, Расул М.А. (август 2006 г.). «Гомозиготная мутация гена фермента расщепления боковой цепи P450 (CYP11A1) у 46 пациентов XY с недостаточностью надпочечников, полной сменой пола и агенезией мозолистого тела». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 91 (8): 2821–2826. дои : 10.1210/jc.2005-2230 . ПМИД   16705068 .
  27. ^ Ким С.Дж., Лин Л., Хуанг Н., Куигли К.А., АвРаскин Т.В., Ачерманн Дж.К., Миллер В.Л. (март 2008 г.). «Тяжелая комбинированная недостаточность надпочечников и половых желез, вызванная новыми мутациями фермента расщепления боковой цепи холестерина, P450scc» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 93 (3): 696–702. дои : 10.1210/jc.2007-2330 . ПМК   2266942 . ПМИД   18182448 .
  28. ^ ФБуонокоре Ф, Ахерманн ХК (2020). «Первичная надпочечниковая недостаточность: новые генетические причины и их долгосрочные последствия» . Клиническая эндокринология . 92 (1): 11–20. дои : 10.1111/cen.14109 . ПМК   6916405 . ПМИД   31610036 .
  29. ^ Беккер К.Л. (2001). Принципы и практика эндокринологии и обмена веществ . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 735–. ISBN  978-0-7817-1750-2 .
  30. ^ Джеймсон Дж.Л., Де Гроот LJ (18 мая 2010 г.). Эндокринология - Электронная книга: Взрослая и детская . Elsevier Науки о здоровье. стр. 301–302. ISBN  978-1-4557-1126-0 .
  31. ^ Ортис де Монтеллано PR (13 марта 2015 г.). Цитохром P450: структура, механизм и биохимия . Спрингер. стр. 851–879. ISBN  978-3-319-12108-6 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]

Синтез стероидных гормонов

[ редактировать ]
Стероидогенез : вверху показан фермент, расщепляющий боковые цепи холестерина.
Синтез стероидных гормонов

Дополнительные изображения

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9e8bfb4f8f2a4f6b8307277d68824a96__1706091420
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/9e/96/9e8bfb4f8f2a4f6b8307277d68824a96.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Cholesterol side-chain cleavage enzyme - 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.)