Сорбитолдегидрогеназа
| сорбитдегидрогеназа | |||
|---|---|---|---|
 Тетрамер сорбитолдегидрогеназы, человека | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | ГЛУХОЙ | ||
| ген NCBI | 6652 | ||
| HGNC | 11184 | ||
| МОЙ БОГ | 182500 | ||
| RefSeq | НМ_003104 | ||
| ЮниПрот | Q00796 | ||
| Другие данные | |||
| Номер ЕС | 1.1.1.14 | ||
| Локус | Хр. 15 q15-q21.1 | ||
| |||
Сорбитдегидрогеназа (или СДГ ) — цитозольный фермент . У человека этот белок кодируется SORD геном . [1]
Сорбитдегидрогеназа представляет собой фермент углеводного обмена, превращающий сорбит , сахароспиртовую форму глюкозы , во фруктозу . [2] Вместе с альдозоредуктазой он позволяет организму производить фруктозу из глюкозы без использования АТФ . Сорбитолдегидрогеназа использует НАД. + в качестве кофактора; его реакция - сорбит + НАД. + → фруктоза + НАДН + H + . Ион цинка также участвует в катализе. К органам, которые используют его чаще всего, относятся печень и семенные пузырьки ; он обнаружен в различных организмах от бактерий до человека . Вторичным применением является метаболизм пищевого сорбита , хотя известно, что сорбит не всасывается в кишечнике так же хорошо, как родственные ему соединения глюкоза и фруктоза, и обычно содержится в довольно небольших количествах в рационе (за исключением случаев, когда он используется в качестве искусственного подсластителя). ).
Структура
[ редактировать ]Структуру сорбитдегидрогеназы человека определяли с помощью экспериментов по кристаллизации и рентгеноструктурного анализа (разрешение 2,20 Å). Для кристаллизации использовали метод «диффузия пара, висячая капля» при рН 6,2 и температуре 295,0 К. Сорбитдегидрогеназа состоит из четырех идентичных цепей (A, B, C, D), каждая из которых на 31% спиральна (14 спирали) и 26% бета-листа (23 нити). [3] Анализ MolProbity Ramachandran был проведен Ловеллом, Дэвисом и др. Результаты показали, что 97,1% всех остатков находились в предпочтительных регионах и 100,0% всех остатков находились в разрешенных регионах, без каких-либо выбросов. [4] Все четыре цепи имеют по 356 остатков каждая и каталитический сайт. Каталитические центры содержат как остаток серина, так и остаток гистидина, которые представляют собой гидрофильные боковые цепи. Для каталитической активности остаткам необходимо присутствие НАД+ и иона цинка. Сорбитдегидрогеназа принадлежит к семейству оксидоредуктаз, что означает, что она помогает катализировать окислительно-восстановительные реакции. Как указано выше, фермент помогает в превращении глюкозы во фруктозу. [3]
Взаимодействия субъединиц в SDH
[ редактировать ]Взаимодействия между субъединицами, образующими тетрамер в СДГ, определяются нековалентным взаимодействием. [5] Эти нековалентные взаимодействия состоят из гидрофобного эффекта, водородных связей и электростатических взаимодействий между четырьмя идентичными субъединицами. Считается, что структура гомотетрамерных белков, таких как SDH, эволюционировала от мономерной к димерной и, наконец, к тетрамерной структуре. Белки SDH имеют тесную эволюционную связь с алкогольдегидрогеназой , которая также принадлежит к суперсемейству белков ферментов дегидрогеназы/редуктазы со средней длиной цепи (MDR). Все АДГ млекопитающих представляют собой димерные ферменты, но некоторые бактериальные АДГ также имеют тетрамерную четвертичную структуру. SDH белокрылки серебристой и ADH1 дрожжей лишены структурного участка цинка и имеют тетрамерную четвертичную структуру, что демонстрирует тесную эволюционную связь со структурной точки зрения между двумя классами белков (ADH и SDH). [5]
Общий процесс связывания в СДГ описывается приростом свободной энергии, который можно определить по скорости ассоциации и диссоциации между субъединицами. [5]
Было показано, что сеть водородных связей между субъединицами важна для стабильности тетрамерной четвертичной структуры белка. Например, исследование SDH, в котором использовались различные методы, такие как выравнивание последовательностей белков, структурные сравнения, энергетические расчеты, эксперименты по гель-фильтрации и эксперименты по кинетике ферментов, могло бы выявить важную сеть водородных связей, которая стабилизирует тетрамерную четвертичную структуру в SDH млекопитающих. [5]
Клиническое значение
[ редактировать ]В тканях, где сорбитдегидрогеназа низкая или отсутствует, например, в сетчатке, хрусталике, почках и нервных клетках, сорбит может накапливаться в условиях гипергликемии . При неконтролируемом диабете в эти ткани поступает большое количество глюкозы, которая затем под действием альдозоредуктазы превращается в сорбит. Затем сорбит накапливается, вызывая всасывание воды в клетку из-за повышенного осмотического давления, что ухудшает функцию тканей. Ретинопатия , катаракты образование , нефропатия и периферическая невропатия, наблюдаемые при диабете, частично обусловлены этим явлением. [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ивата Т., Попеску Н.К., Зимонич Д.Б., Карлссон С., Хёг Д.О., Вака Г., Родригес И.Р., Карпер Д. (март 1995 г.). «Структурная организация гена сорбитдегидрогеназы человека (SORD)» . Геномика . 26 (1): 55–62. дои : 10.1016/0888-7543(95)80082-W . ПМИД 7782086 .
- ^ Эль-Каббани О., Дарманин С., Чунг Р.П. (февраль 2004 г.). «Сорбитдегидрогеназа: структура, функции и конструкция лиганда» . Курс. Мед. Хим . 11 (4): 465–76. дои : 10.2174/0929867043455927 . ПМИД 14965227 .
- ^ Jump up to: а б PDB : 1pl7 ; Поли Т.А., Экстром Дж.Л., Биби Д.А., Чруник Б., Каннингем Д., Гриффор М., Камат А., Ли С.Э., Мадура Р., Макгуайр Д., Субаши Т., Василко Д., Уоттс П., Майлари Б.Л., Оутс П.Дж., Адамс П.Д., Рат В.Л. (сентябрь 2003 г.). «Рентгенокристаллографические и кинетические исследования сорбитдегидрогеназы человека» . Структура . 11 (9): 1071–85. дои : 10.1016/S0969-2126(03)00167-9 . ПМИД 12962626 .
- ^ Ловелл Д. и др. (2003). «Заговор Рамачандрана» (PDF) . Белки . 50 (3): 437–450. дои : 10.1002/прот.10286 . ПМИД 12557186 . S2CID 8358424 .
- ^ Jump up to: а б с д Хеллгрен М., Кайзер С., де Хайдж С., Норберг А., Хёог Д.О. (2007). «Сеть водородных связей в сорбитдегидрогеназе млекопитающих стабилизирует тетрамерное состояние и необходима для каталитической силы» . Клетка. Мол. Наука о жизни . 64 (23): 3129–3138. дои : 10.1007/s00018-007-7318-1 . ПМЦ 11136444 . ПМИД 17952367 . S2CID 22090973 .
- ^ Харви, Ричард; Ферье, Дениз (2011). Иллюстрированные обзоры Липпинкотта: биохимия, пятое издание . Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 140. ИСБН 9781608314126 .
- ^ Биби, Джейн А.; Фрей, Перри А. (1 октября 1998 г.). «Галактозомутаротаза: очистка, характеристика и исследование двух важных остатков гистидина» . Биохимия . 37 (42): 14989–14997. дои : 10.1021/bi9816047 . ISSN 0006-2960 .