Йодтирозиндейодиназа
| Йодтирозиндейодиназа | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 1.21.1.1 | ||
| 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 | ||
| |||
| МГД | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | IYD , йодтирозиндейодиназа, C6orf71, DEHAL1, TDH4, dJ422F24.1, IYD-1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Опустить : 612025 ; МГИ : 1917587 ; Гомологен : 12352 ; GeneCards : IYD ; ОМА : IYD - ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Йодтирозиндейодиназа, также известная как йодтирозиндегалогеназа 1, представляет собой тип дейодиназы фермента , который улавливает йодид , удаляя его из йодированных остатков тирозина в щитовидной железе. [ 5 ] Эти йодированные тирозины производятся во время биосинтеза гормонов щитовидной железы . [ 6 ] Йодид, который улавливается йодтирозиндейодиназой, необходим для повторного синтеза гормонов щитовидной железы. [ 7 ] После синтеза гормоны щитовидной железы циркулируют по организму, регулируя скорость метаболизма, экспрессию белка и температуру тела. [ 8 ] Таким образом, йодтирозиндейодиназа необходима для поддержания баланса уровней йодида и гормонов щитовидной железы.
Дегалогенирование у аэробных организмов обычно осуществляется путем окисления и гидролиза ; [ 9 ] однако йодтирозиндейодиназа использует восстановительное дегалогенирование. Йодтирозиндейодиназа и йодтирониндейодиназа были определены как единственные два известных фермента, катализирующие восстановительное дегалогенирование у млекопитающих. [ 8 ] Хотя эти два фермента выполняют схожие функции, они структурно и механически различны. Йодтирониндейодиназа (а не фермент, который является темой этой статьи) использует активный центр селеноцистеина для катализа, является членом суперсемейства тиоредоксинов и удаляет йодид только тогда, когда субстрат находится в форме двойного тирозина. [ 10 ] Напротив, йодтирозиндейодиназа (основной фермент) не требует селеноцистеина или цистеина для катализа. [ 11 ] является частью суперсемейства НАДН-оксидазы/флавинредуктазы, [ 12 ] [ 13 ] и удаляет йодид, когда субстратом является одна аминокислота . [ 14 ] Исследования йодтирозиндейодиназы исторически были непостоянными и медленными из-за ее отсутствия стабильности и трудной очистки. [ 15 ] Лишь недавно этот фермент был изучен более глубоко. [ 8 ]
Структура
[ редактировать ]
фермент . Недавно был идентифицирован ген, кодирующий этот [ 12 ] [ 13 ] Последовательность аминокислот йодтирозиндейодиназы высококонсервативна среди млекопитающих и содержит три домена. [ 8 ] Йодтирозиндейодиназа представляет собой мембранный белок , N-конец которого выполняет функцию мембранного якоря. [ 11 ] [ 17 ] Он образует димер с заменой доменов. [ 14 ] Первоначально считалось, что йодтирозиндейодиназа содержит только один флавинмононуклеотид (FMN) в каждом димере. [ 18 ] но теперь считается, что йодтирозиндейодиназа имеет две молекулы FMN для каждого гомодимера. [ 14 ] Фермент имеет характерную α-β-складку, которую имеют все белки суперсемейства НАДН-оксидазы/флавинредуктазы. Внутри интерфейса димера есть два эквивалентных активных центра , каждый из которых состоит из остатков обеих субъединиц. Таким образом, ассоциация субъединиц должна быть необходима для связывания и катализа FMN. Связывание с субстратом вызывает конформационные изменения фермента, чтобы закрыть активный центр, защищая субстрат и флавин от растворителя. [ 14 ]
Функция
[ редактировать ]Йодтирозиндейодиназа способствует утилизации йода в щитовидной железе, катализируя дейодирование моно- и дийодтирозина , галогенированных побочных продуктов выработки гормонов щитовидной железы . [ 13 ] Йодид также является важным микроэлементом в биосинтезе гормонов щитовидной железы, создавая цикл использования йодида в щитовидной железе. [ 14 ] йода Гомеостаз в щитовидной железе необходим для выработки гормонов щитовидной железы в соответствующих количествах. Таким образом, уровень йода необходимо регулировать, чтобы поддерживать гормоны щитовидной железы и, в конечном итоге, скорость метаболизма организма и общее состояние здоровья в хорошем состоянии. [ 19 ]
В фолликулярных клетках щитовидной железы тиреоглобулин гидролизуется с образованием тиреоидных гормонов и моно- и дийодтирозина. Гормоны щитовидной железы высвобождаются в кровоток, а йодированные тирозины перерабатываются. Однако при распаде тиреоглобулина образуется в 6–7 раз больше йодированных тирозинов, чем гормонов щитовидной железы. [ 8 ] Йодтирозиндейодиназа спасает йодид в результате дейодирования йодированных тирозинов. [ 20 ] Йодтирозиндейодиназа расположена на апикальной плазматической мембране коллоидной железы щитовидной железы, где в результате распада тиреоглобулина вырабатываются моно- и дийодтирозин. Без активности йодтирозиндейодиназы йодид будет выводиться вместе с аминокислотой тирозином, и биосинтез гормона щитовидной железы будет снижен. [ 14 ]
Известно, что ферментативная активность йодтирозиндейодиназы существует также в тканях печени и почек; [ 21 ] однако физиологическое значение этих результатов еще не ясно. [ 8 ]
Механизм
[ редактировать ]Йодтирозиндейодиназа катализирует дейодирование моно- и дийодтирозина. Реакция НАДФН -зависима. [ 17 ] Флавинмононуклеотид (FMN) является кофактором. [ 22 ] Хотя флавин обычно используется в различных каталитических реакциях, [ 23 ] его использование в этом восстановительном дегалогенировании уникально и еще не до конца изучено. [ 14 ] Также до сих пор неясно, использует ли ферментный механизм реакцию двухэлектронного переноса или серию одноэлектронных переносов. Хотя для определения деталей этого механизма необходимы дальнейшие исследования, недавние данные, по-видимому, позволяют предположить, что йодтирозиндейодиназа действует посредством реакций переноса одного электрона. [ 8 ]
Клиническое значение
[ редактировать ]Мутации в гене, кодирующем йодтирозиндейодиназу, могут повлиять на функцию фермента и нанести вред здоровью человека. Йодид является важным микроэлементом для здоровья млекопитающих. [ 24 ] Низкие уровни йода, поступающие с пищей или в результате метаболизма йодида, связаны с гипотиреозом , умственной отсталостью, зобом и дефектами развития. [ 5 ] [ 8 ] [ 19 ] Поскольку йодтирозиндейодиназа отвечает за удаление йодида, мутации в этом ферменте приводят к дефициту йодида. [ 25 ]
Возникающие в результате высокие концентрации йодтирозина в крови и моче могут использоваться в качестве показателя для диагностики, поскольку йодид не удаляется эффективно из остатков тирозина. [ 26 ] В некоторых странах новорожденных детей проверяют на врожденный гипотиреоз и при обнаружении заболевания немедленно лечат, безопасно предотвращая развитие умственной отсталости. [ 27 ] Однако мутации йодтирозиндейодиназы часто не выявляются до тех пор, пока уже не произошли нарушения развития. [ 19 ] Более того, эти мутации невозможно выявить с помощью стандартных функциональных тестов щитовидной железы. [ 19 ] Для решения этой проблемы недавно был создан чувствительный анализ, который измеряет количество моно- и дийодтирозина в моче. [ 26 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000009765 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000019762 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Jump up to: а б Морено Дж. К., Виссер Т. Дж. (июнь 2010 г.). «Генетика и феномика гипотиреоза и зоба, вызванных мутациями гена йодтирозиндейодиназы (DEHAL1)». Молекулярная и клеточная эндокринология . 322 (1–2): 91–8. дои : 10.1016/j.mce.2010.03.010 . ПМИД 20298747 . S2CID 24169254 .
- ^ Грин В.Л. (август 1968 г.). «Ингибирование дейодирования йодтирозина щитовидной железы аналогами тирозина». Эндокринология . 83 (2): 336–47. дои : 10.1210/endo-83-2-336 . ПМИД 5668272 .
- ^ Керидо А., Стэнбери Дж. Б., Кассенаар А. А., Мейер Дж. В. (август 1956 г.). «Метаболизм йодтирозинов. III. Дегалогенирующая активность дийодтирозина ткани щитовидной железы человека». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 16 (8): 1096–101. doi : 10.1210/jcem-16-8-1096 . ПМИД 13345866 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Рокита С.Е., Адлер Дж.М., МакТэмни П.М., Уотсон Дж.А. (сентябрь 2010 г.). «Эффективное использование и переработка йодистого микроэлемента у млекопитающих» . Биохимия . 92 (9): 1227–35. дои : 10.1016/j.biochi.2010.02.013 . ПМЦ 2888766 . ПМИД 20167242 .
- ^ Хэггблом М., Боссерт I (2003). Дегалогенирование: микробные процессы и применение в окружающей среде . Бостон: Академическое издательство Kluwer. п. 520. ИСБН 978-1-4757-7807-6 .
- ^ Каллебо И., Курчо-Морелли С., Морнон Дж.П., Геребен Б., Бюттнер С., Хуанг С., Кастро Б., Фонсека Т.Л., Харни Дж.В., Ларсен П.Р., Бьянко А.С. (сентябрь 2003 г.). «Йодтиронинселенодейодиназы представляют собой белки семейства тиоредоксиновых складок, содержащие структуру, подобную GH-A клана гликозидгидролаз» . Журнал биологической химии . 278 (38): 36887–96. дои : 10.1074/jbc.M305725200 . ПМИД 12847093 .
- ^ Jump up to: а б Уотсон Дж.А., МакТэмни П.М., Адлер Дж.М., Рокита С.Е. (март 2008 г.). «Флавопротеин йодтирозиндейодиназа функционирует без остатков цистеина». ХимБиоХим . 9 (4): 504–6. дои : 10.1002/cbic.200700562 . ПМИД 18228228 . S2CID 39353323 .
- ^ Jump up to: а б Гнидеху С., Кайю Б., Талбот М., Охайон Р., Каневски Дж., Ноэль-Хадсон М.С., Моран С., Аньянджи Д., Сезан А., Куртин Ф., Вирион А., Дюпюи К. (октябрь 2004 г.). «Йодтирозиндегалогеназа 1 (DEHAL1) представляет собой трансмембранный белок, участвующий в рециркуляции йодида вблизи места йодирования тиреоглобулина» . Журнал ФАСЭБ . 18 (13): 1574–6. doi : 10.1096/fj.04-2023fje . ПМИД 15289438 . S2CID 46192142 .
- ^ Jump up to: а б с Фридман Дж. Э., Уотсон Дж. А., Лам Д. В., Рокита С. Е. (февраль 2006 г.). «Йодтирозиндейодиназа является первым членом суперсемейства НАДН-оксидазы/флавинредуктазы млекопитающих» . Журнал биологической химии . 281 (5): 2812–9. дои : 10.1074/jbc.M510365200 . ПМИД 16316988 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Томас С.Р., МакТэмни П.М., Адлер Дж.М., Ларонд-Леблан Н., Рокита С.Е. (июль 2009 г.). «Кристаллическая структура йодтирозиндейодиназы, нового флавопротеина, ответственного за сохранение йода в щитовидной железе» . Журнал биологической химии . 284 (29): 19659–67. дои : 10.1074/jbc.M109.013458 . ПМЦ 2740591 . ПМИД 19436071 .
- ^ Розенберг И.Н., Госвами А. (1 января 1984 г.). «Йодтирозиндейодиназа из бычьей щитовидной железы». Часть Б. Посттрансляционные модификации . Методы энзимологии. Том. 107. С. 488–500. дои : 10.1016/0076-6879(84)07033-6 . ISBN 9780121820077 . ПМИД 6503724 .
- ^ «RCSB PDB — Результаты поиска» . www.rcsb.org . Банк данных по белкам RCSB . Проверено 1 марта 2016 г.
- ^ Jump up to: а б «Ген Энтрез: IYD Йодотирозиндейодиназа» . Энтрез Джин . Национальная медицинская библиотека США.
- ^ Розенберг И.Н., Госвами А. (декабрь 1979 г.). «Очистка и характеристика флавопротеина бычьей щитовидной железы с активностью йодтирозиндейодиназы» . Журнал биологической химии . 254 (24): 12318–25. дои : 10.1016/S0021-9258(19)86318-4 . ПМИД 500717 .
- ^ Jump up to: а б с д Морено Х.К., Клоотвейк В., ван Тоор Х., Пинто Г., Д'Алессандро М., Леже А., Гуди Д., Полак М., Грютерс А., Виссер Т.Дж. (апрель 2008 г.). «Мутации в гене йодтирозиндейодиназы и гипотиреоз» . Медицинский журнал Новой Англии . 358 (17): 1811–8. doi : 10.1056/NEJMoa0706819 . ПМИД 18434651 .
- ^ Кнобель М., Медейрос-Нето Г. (август 2003 г.). «Описание наследственных заболеваний системы выработки гормонов щитовидной железы». Щитовидная железа . 13 (8): 771–801. дои : 10.1089/105072503768499671 . ПМИД 14558921 .
- ^ Шуфоер Дж.К., Кассенаар А.А., Керидо А. (июль 1960 г.). «Синдром врожденного гипотиреоза с нарушением дегалогенирования йодтирозинов. Дальнейшие наблюдения и обсуждение патофизиологии». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 20 (7): 983–1003. doi : 10.1210/jcem-20-7-983 . ПМИД 13810029 .
- ^ Госвами А., Розенберг И.Н. (декабрь 1979 г.). «Характеристика флавопротеина йодтирозиндейодиназы из бычьей щитовидной железы. Связывание флавиновых нуклеотидов и окислительно-восстановительные свойства» . Журнал биологической химии . 254 (24): 12326–30. дои : 10.1016/S0021-9258(19)86319-6 . ПМИД 500718 .
- ^ Мансурабади С.О., Тибодо С.Дж., Лю Х.В. (август 2007 г.). «Разнообразные роли флавин-коэнзимов — самых разносторонних актеров природы» . Журнал органической химии . 72 (17): 6329–42. дои : 10.1021/jo0703092 . ПМК 2519020 . ПМИД 17580897 .
- ^ Истман CJ, Циммерманн М (1 января 2000 г.). Де Гроот Л.Дж., Бек-Пеккоз П., Крусос Г., Дунган К., Гроссман А., Хершман Дж.М., Кох С., Маклахлан Р., Нью М. (ред.). Йододефицитные расстройства . Южный Дартмут (Массачусетс): MDText.com, Inc. PMID 25905411 .
- ^ Левер Э.Г., Медейрос-Нето Г.А., ДеГрут Л.Дж. (1983). «Наследственные нарушения метаболизма щитовидной железы». Эндокринные обзоры . 4 (3): 213–39. дои : 10.1210/edrv-4-3-213 . ПМИД 6354701 .
- ^ Jump up to: а б Афинк Г., Кулик В., Овермарс Х., де Рандами Дж., Винбоер Т., ван Крухтен А., Крэн М., Рис-Стальперс К. (декабрь 2008 г.). «Молекулярная характеристика дефицита йодтирозиндегалогеназы у больных гипотиреозом» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 93 (12): 4894–901. дои : 10.1210/jc.2008-0865 . ПМИД 18765512 .
- ^ Совместное исследование по врожденному гипотиреозу Новой Англии (ноябрь 1981 г.). «Эффекты неонатального скрининга гипотиреоза: профилактика умственной отсталости путем лечения до появления клинических проявлений». Ланцет . 2 (8255): 1095–8. дои : 10.1016/s0140-6736(81)91287-3 . ПМИД 6118534 . S2CID 44605217 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Морено Дж. К. (2003). «Идентификация новых генов, участвующих в врожденном гипотиреозе, с использованием серийного анализа экспрессии генов». Гормональные исследования . 60 Приложение 3 (3): 96–102. дои : 10.1159/000074509 . ПМИД 14671405 . S2CID 11397819 .
- Афинк Г., Кулик В., Овермарс Х., де Рандами Дж., Винбоер Т., ван Крухтен А., Крэн М., Рис-Стальперс К. (декабрь 2008 г.). «Молекулярная характеристика дефицита йодтирозиндегалогеназы у больных гипотиреозом» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 93 (12): 4894–901. дои : 10.1210/jc.2008-0865 . ПМИД 18765512 .
- Гигер С., Гейстлингер Л., Альтмайер Э., Грабе де Ангелис М., Кроненберг Ф., Мейтингер Т., Мьюс Х.В., Вихманн Х.Э., Вайнбергер К.М., Адамски Дж., Иллиг Т., Зуре К. (ноябрь 2008 г.). Гибсон Дж. (ред.). «Генетика встречается с метаболомикой: полногеномное исследование ассоциаций профилей метаболитов в сыворотке человека» . ПЛОС Генетика . 4 (11): e1000282. дои : 10.1371/journal.pgen.1000282 . ПМК 2581785 . ПМИД 19043545 .
- Томас С.Р., МакТэмни П.М., Адлер Дж.М., Ларонд-Леблан Н., Рокита С.Е. (июль 2009 г.). «Кристаллическая структура йодтирозиндейодиназы, нового флавопротеина, ответственного за сохранение йода в щитовидной железе» . Журнал биологической химии . 284 (29): 19659–67. дои : 10.1074/jbc.M109.013458 . ПМЦ 2740591 . ПМИД 19436071 .
- Краузе К., Каргер С., Гимм О., Шеу С.Ю., Дралле Х., Таннапфель А., Шмид К.В., Дюпюи С., Фюрер Д. (март 2007 г.). «Характеристика экспрессии DEHAL1 при патологиях щитовидной железы» . Европейский журнал эндокринологии . 156 (3): 295–301. doi : 10.1530/EJE-06-0596 . ПМИД 17322488 .
- Гнидеу С., Лакруа Л., Сезан А., Охайон Р., Ноэль-Хадсон М.С., Моран С., Франкон Дж., Куртин Ф., Вирион А., Дюпюи К. (август 2006 г.). «Клонирование и характеристика новой изоформы йодтирозиндегалогеназы 1 (DEHAL1) DEHAL1C из щитовидной железы человека: сравнение с DEHAL1 и DEHAL1B». Щитовидная железа . 16 (8): 715–24. дои : 10.1089/thy.2006.16.715 . ПМИД 16910871 .
- Отова Т., Ёсида Э., Сугая Н., Ясуда С., Нисимура Ю., Иноуэ К., Тотиги М., Умекаге Т., Миягава Т., Нисида Н., Токунага К., Тании Х., Сасаки Т., Кайя Х., Окадзаки Ю. (февраль 2009 г.). «Полногеномное ассоциативное исследование панического расстройства у населения Японии» . Журнал генетики человека . 54 (2): 122–6. дои : 10.1038/jhg.2008.17 . ПМИД 19165232 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Йодотирозин + дейодиназа в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
- Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : Q6PHW0 (йодтирозиндейодиназа человека 1) на PDBe-KB .
- Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : Q9DCX8 (йодтирозиндейодиназа 1 мыши) на PDBe-KB .
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в свободном доступе .