✖


Jump to content

Стеароил-КоА 9-десатураза

(Перенаправлено со стеароил-КоА-десатуразы-1 )

стеароил-КоА 9-десатураза
Идентификаторы
Номер ЕС. 1.14.19.1
Номер CAS. 9014-34-0 [ постоянная мертвая ссылка ]
Альт. имена Дельта9-десатураза, ацил-КоА-десатураза, десатураза жирных кислот и стеароил-КоА, донор водорода: оксидоредуктаза кислорода
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
У млекопитающих реакция SCD-1 требует молекулярного кислорода, НАД(P)-цитохром b5-редуктазы и цитохрома b5 для проведения потока электронов от НАДФН к терминальному акцептору электронов молекулярному кислороду с высвобождением воды.

Стеароил-КоА-десатураза ( Δ-9-десатураза или SCD-1 ) представляет собой фермент эндоплазматической сети, который катализирует лимитирующую стадию образования мононенасыщенных жирных кислот (МНЖК), в частности олеата и пальмитолеата из стеароил-КоА и пальмитоил-КоА. . [1] Олеат и пальмитолеат являются основными компонентами мембранных фосфолипидов, эфиров холестерина и алкилдиацилглицерина. У человека фермент присутствует в двух изоформах, кодируемых соответственно генами SCD1 и SCD5 . [2] [3] [4]

Стеароил-КоА-десатураза-1 является ключевым ферментом метаболизма жирных кислот . Он отвечает за образование двойной связи в стеароил-КоА . Таким образом, мононенасыщенной жирной кислоты олеиновая кислота получается из насыщенной жирной кислоты , стеариновой кислоты .

Серия окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых два электрона перетекают от НАДН к флавопротеину цитохрому b 5 , затем к акцептору электронов цитохрому b 5 , а также молекулярный кислород вводит одинарную двойную связь в ряду субстратов метиленжирного ацил-КоА. [5] Комплексный фермент добавляет одинарную двойную связь между C9 и C10 длинноцепочечного ацил-КоА в результате синтеза de novo. [1]

Этот фермент принадлежит к семейству оксидоредуктаз , особенно тех, которые действуют на парных доноров, с О 2 в качестве окислителя и включения или восстановления кислорода. Включенный кислород не обязательно должен быть получен из O 2 путем окисления пары доноров, что приводит к восстановлению O до двух молекул воды. Систематическое название этого класса ферментов — стеароил-КоА,ферроцитохром-b5:оксидоредуктаза кислорода (9,10-дегидрирующая) . Этот фермент участвует в биосинтезе полиненасыщенных жирных кислот и сигнальном пути PPAR . [ нужна ссылка ] В нем используется один кофактор – железо .

Функция

[ редактировать ]
Стеароил-КоА SCD1 (черный) удерживается в изогнутой конформации связывающим карманом , который определяет, какая связь ненасыщена. ( PDB : 4ZYO )

Стеароил-КоА-десатураза (SCD; EC 1.14.19.1) представляет собой железосодержащий фермент, который катализирует лимитирующую стадию синтеза ненасыщенных жирных кислот . Основным продуктом SCD является олеиновая кислота , которая образуется в результате денасыщения стеариновой кислоты. Соотношение стеариновой кислоты к олеиновой кислоте участвует в регуляции роста и дифференцировки клеток посредством воздействия на текучесть клеточных мембран и передачу сигнала. [ нужна ссылка ]

SCD четыре изоформы У мышей идентифицированы , от Scd1 до Scd4. Напротив, только две изоформы SCD, SCD1 и SCD5 (MIM 608370, Uniprot Q86SK9 у человека идентифицированы ). SCD1 примерно на 85% схож по аминокислотам со всеми 4 изоформами SCD мыши, а также с крысиными Scd1 и Scd2. Напротив, SCD5 (также известный как hSCD2) имеет ограниченную гомологию с SCD грызунов и, по-видимому, уникален для приматов. [2] [6] [7] [8]

SCD-1 является важной точкой метаболического контроля. Ингибирование его экспрессии может улучшить лечение множества метаболических заболеваний . [9] Один из вопросов, оставшихся без ответа, заключается в том, что SCD ​​остается строго регулируемым ферментом, даже несмотря на то, что олеат легко доступен, поскольку он представляет собой большое количество мононенасыщенных жирных кислот в пищевых жирах.

Он катализирует химическую реакцию

стеароил-КоА + 2 ферроцитохром b 5 + O 2 + 2 H + олеоил-КоА + 2 феррицитохром b 5 + 2 H 2 O

Четырьмя субстратами этого фермента являются стеароил-КоА , ферроцитохром b5 , O 2 и H. + его тремя продуктами являются олеоил-КоА , феррицитохром b5 и H 2 O. , тогда как

Структура

[ редактировать ]

Структура фермента является ключом к его функции. SCD-1 состоит из четырех трансмембранных доменов. Как амино- , так и карбоксильный конец , а также восемь каталитически важных гистидиновых областей, которые совместно связывают железо в каталитическом центре фермента, лежат в цитозольной области. Пять цистеинов в SCD-1 расположены в просвете эндоплазматической сети . [10]

Сайт связывания субстрата длинный, тонкий и гидрофобный двухжелеза , он перегибает хвост субстрата в том месте, где каталитический центр образует двойную связь. [11]

SCD биологически активен в виде димера с основным лигандом стеарил-КоА (пурпурный), прикрепленным к активному центру . [ нужна ссылка ] ( PDB : 4YMK )

В литературе предполагается, что фермент осуществляет реакцию десатурации , удаляя первый водород в положении С9, а затем второй водород из положения С-10. [12] Поскольку C-9 и C-10 расположены близко к железосодержащему центру фермента, предполагается, что этот механизм специфичен для положения, в котором образуется двойная связь.

Роль в заболеваниях человека

[ редактировать ]

Мононенасыщенные жирные кислоты — продукты реакций, катализируемых SCD-1, могут служить субстратами для синтеза различных видов липидов, в том числе фосфолипидов, триглицеридов, а также использоваться в качестве медиаторов при передаче и дифференцировке сигналов . [13] Поскольку МНЖК активно используются в клеточных процессах, ожидается, что изменение активности SCD у млекопитающих будет влиять на физиологические переменные, включая клеточную дифференцировку , чувствительность к инсулину, метаболический синдром, атеросклероз, рак и ожирение . Дефицит SCD-1 приводит к снижению ожирения , повышению чувствительности к инсулину и устойчивости к ожирению, вызванному диетой. [14]

В условиях отсутствия голодания мРНК SCD-1 высоко экспрессируется в белой жировой ткани , бурой жировой ткани и гардеровой железе . [15] Экспрессия SCD-1 значительно увеличивается в ткани печени и сердце в ответ на диету с высоким содержанием углеводов, тогда как экспрессия SCD-2 наблюдается в тканях головного мозга и индуцируется во время неонатальной миелинизации . [16] Диеты с высоким содержанием насыщенных, а также мононенасыщенных жиров также могут увеличивать экспрессию SCD-1, хотя и не в такой степени, как липогенный эффект диеты с высоким содержанием углеводов. [17]

Обнаружено, что повышенный уровень экспрессии SCD1 коррелирует с ожирением. [18] и злокачественность опухоли. [19] Считается, что опухолевые клетки получают большую часть своей потребности в жирных кислотах путем синтеза de novo. Это явление зависит от повышенной экспрессии ферментов биосинтеза жирных кислот, которые производят необходимые жирные кислоты в больших количествах. [20] У мышей, которых кормили диетой с высоким содержанием углеводов, наблюдалась индуцированная экспрессия гена SCD-1 печени и других липогенных генов посредством инсулинопосредованного SREBP-1c- зависимого механизма. Активация SREBP-1c приводит к усилению синтеза МНЖК и триглицеридов печени . Мыши, нокаутные по SCD-1, не увеличивали липогенез de novo , но создавали большое количество эфиров холестерина. [21]

Также было показано, что функция SCD1 участвует в детерминации зародышевых клеток. [22] Спецификация жировой ткани, дифференцировка клеток печени [23] и развитие сердца. [24]

Структура и регуляция гена SCD-1 человека очень похожи на структуру и регуляцию гена SCD-1 мыши. Сверхэкспрессия SCD-1 у человека может быть вовлечена в развитие гипертриглицеридемии , атеросклероза и диабета . [25] Одно исследование показало, что активность SCD-1 связана с наследственной гиперлипидемией . Также было показано, что дефицит SCD-1 снижает синтез церамидов за счет подавления серинпальмитоилтрансферазы. Это, следовательно, увеличивает скорость бета-окисления в скелетных мышцах. [26]

В исследованиях углеводного обмена мыши с нокаутом SCD-1 демонстрируют повышенную чувствительность к инсулину . Олеат является основным компонентом мембранных фосфолипидов, и на текучесть мембран влияет соотношение насыщенных и мононенасыщенных жирных кислот. [27] Один из предполагаемых механизмов заключается в том, что увеличение текучести клеточных мембран, состоящих в основном из липидов, активирует рецептор инсулина . Снижение содержания МНЖК в мембранных фосфолипидах SCD-1. −/− у мышей компенсируется увеличением содержания полиненасыщенных жирных кислот, эффективно увеличивая текучесть мембран за счет введения большего количества двойных связей в жирно-ацильную цепь. [28]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Патон К.М., Нтамби Дж.М. (08 марта 2017 г.). «Биохимическая и физиологическая функция стеароил-КоА-десатуразы» . Американский журнал физиологии. Эндокринология и обмен веществ . 297 (1): Е28–Е37. дои : 10.1152/ajpendo.90897.2008 . ISSN   0193-1849 . ПМК   2711665 . ПМИД   19066317 .
  2. ^ Jump up to: а б «Ген Энтреза: Стеароил-КоА-десатураза (дельта-9-десатураза)» . Проверено 29 сентября 2011 г.
  3. ^ «SCD5 стеароил-КоА-десатураза 5 [ Homo sapiens (человек)]» . Джин . Национальная медицинская библиотека. 5 марта 2024 г. Генный ID № 79966 . Проверено 22 марта 2024 г.
  4. ^ Игал Р.А., Синнер Д.И. (2021). «Стеароил-КоА-десатураза 5 (SCD5), жирноацилдесатураза Δ-9 в поисках функции» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1866 (1). ПМЦ   8533680 . ПМИД   33049404 . Искусство. № 158840.
  5. ^ Патон К.М., Нтамби Дж.М. (08 марта 2017 г.). «Биохимическая и физиологическая функция стеароил-КоА-десатуразы» . Американский журнал физиологии. Эндокринология и обмен веществ . 297 (1): Е28–Е37. дои : 10.1152/ajpendo.90897.2008 . ISSN   0193-1849 . ПМК   2711665 . ПМИД   19066317 .
  6. ^ Чжан Л., Ге Л., Паримо С., Стенн К., Прути С.М. (май 1999 г.). «Человеческая стеароил-КоА-десатураза: альтернативные транскрипты, полученные из одного гена с использованием тандемных сайтов полиаденилирования» . Биохимический журнал . 340 (Часть 1): 255–64. дои : 10.1042/bj3400255 . ПМК   1220244 . ПМИД   10229681 .
  7. ^ Ван Дж., Ю Л., Шмидт Р.Э., Су С., Хуан Х., Гулд К., Цао Г. (июль 2005 г.). «Характеристика HSCD5, новой стеароил-КоА-десатуразы человека, уникальной для приматов». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 332 (3): 735–42. дои : 10.1016/j.bbrc.2005.05.013 . ПМИД   15907797 .
  8. ^ Чжан С., Ян Ю, Ши Ю (15 мая 2005 г.). «Характеристика человеческого SCD2, олигомерной десатуразы с улучшенной стабильностью и ферментативной активностью за счет перекрестного связывания в интактных клетках» . Биохимический журнал . 388 (Часть 1): 135–142. дои : 10.1042/BJ20041554 . ISSN   1470-8728 . ПМЦ   1186701 . ПМИД   15610069 .
  9. ^ Флауэрс М.Т., Нтамби Дж.М. (9 марта 2017 г.). «Стеароил-КоА-десатураза и ее связь с диетой с высоким содержанием углеводов и ожирением» . Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1791 (2): 85–91. дои : 10.1016/j.bbalip.2008.12.011 . ISSN   0006-3002 . ПМК   2649790 . ПМИД   19166967 .
  10. ^ Бай Ю, Маккой Дж. Г., Левин Э. Дж., Собрадо П., Раджашанкар К. Р., Фокс Б. Г., Чжоу М (13 августа 2015 г.). «Рентгеновская структура стеароил-КоА-десатуразы млекопитающих» . Природа . 524 (7564): 252–256. Бибкод : 2015Natur.524..252B . дои : 10.1038/nature14549 . ISSN   0028-0836 . ПМЦ   4689147 . ПМИД   26098370 .
  11. ^ Ван Х, Кляйн М.Г., Цзоу Х., Лейн В., Снелл Дж., Левин И., Ли К., Санг BC (22 июня 2015 г.). «Кристаллическая структура стеароил-кофермента А десатуразы человека в комплексе с субстратом». Структурная и молекулярная биология природы . 22 (7): 581–585. дои : 10.1038/nsmb.3049 . ПМИД   26098317 . S2CID   205523900 .
  12. ^ Нагай Дж., Блох К. (1 сентября 1965 г.). «Синтез олеиновой кислоты Euglena gracilis» . Журнал биологической химии . 240 (9): PC3702–PC3703. дои : 10.1016/S0021-9258(18)97206-6 . ISSN   0021-9258 . ПМИД   5835952 .
  13. ^ Миядзаки М, Нтамби Дж. М. (1 февраля 2003 г.). «Роль стеароил-коэнзима А десатуразы в липидном обмене». Простагландины, лейкотриены и незаменимые жирные кислоты . 68 (2): 113–121. дои : 10.1016/s0952-3278(02)00261-2 . ISSN   0952-3278 . ПМИД   12538075 .
  14. ^ Флауэрс М.Т., Нтамби Дж.М. (9 марта 2017 г.). «Роль стеароил-коэнзима А-десатуразы в регуляции липидного обмена» . Современное мнение в липидологии . 19 (3): 248–256. дои : 10.1097/MOL.0b013e3282f9b54d . ISSN   0957-9672 . ПМК   4201499 . ПМИД   18460915 .
  15. ^ Миядзаки М., Добжин А., Элиас П.М., Нтамби Дж.М. (30 августа 2005 г.). «Экспрессия гена стеароил-КоА-десатуразы-2 необходима для синтеза липидов на ранних стадиях развития кожи и печени» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 102 (35): 12501–12506. Бибкод : 2005PNAS..10212501M . дои : 10.1073/pnas.0503132102 . ISSN   0027-8424 . ПМК   1194914 . ПМИД   16118274 .
  16. ^ Миядзаки М., Джейкобсон М.Дж., Ман У.К., Коэн П., Асилмаз Э., Фридман Дж.М., Нтамби Дж.М. (05 сентября 2003 г.). «Идентификация и характеристика мышиного SCD4, новой специфической для сердца изоформы стеароил-КоА-десатуразы, регулируемой лептином и диетическими факторами» . Журнал биологической химии . 278 (36): 33904–33911. дои : 10.1074/jbc.M304724200 . ISSN   0021-9258 . ПМИД   12815040 .
  17. ^ Юэ Л, Е Ф, Гуй С, Луо Х, Цай Дж, Шэнь Дж, Чен К, Шэнь Икс, Цзян Х (09 марта 2017 г.). «Регуляция лиганд-связывания гетеродимеризаций LXR/RXR и LXR/PPAR: кинетический анализ на основе технологии SPR, коррелирующий с моделированием молекулярной динамики» . Белковая наука . 14 (3): 812–822. дои : 10.1110/ps.04951405 . ISSN   0961-8368 . ПМК   2279270 . ПМИД   15722453 .
  18. ^ Халвер М.В., Берггрен-младший, Карпер М.Дж., Миядзаки М., Нтамби Дж.М., Хоффман Э.П., Тайфолт Дж.П., Стивенс Р., Дом Г.Л., Хоумард Дж.А., Муойо Д.М. (октябрь 2005 г.). «Повышенная экспрессия стеароил-КоА-десатуразы-1 в скелетных мышцах способствует аномальному распределению жирных кислот у людей, страдающих ожирением» . Клеточный метаболизм . 2 (4): 251–61. дои : 10.1016/j.cmet.2005.09.002 . ПМЦ   4285571 . ПМИД   16213227 .
  19. ^ Иде Й, Ваки М, Хаясака Т, Нисио Т, ​​Морита Й, Танака Х, Сасаки Т, Коидзуми К, Мацунума Р, Хосокава Й, Огура Х, Шия Н, Сето М (2013). «Ткани рака молочной железы человека содержат большое количество фосфатидилхолина (36:1) с высокой экспрессией стеароил-КоА-десатуразы-1» . ПЛОС ОДИН . 8 (4): e61204. Бибкод : 2013PLoSO...861204I . дои : 10.1371/journal.pone.0061204 . ПМК   3629004 . ПМИД   23613812 .
  20. ^ Мохаммадзаде Ф, Мосаеби Г, Монтазери В, Дараби М, Файези С, Шаакер М, Рахмати М, Барадаран Б, Мехдизаде А, Дараби М (июнь 2014 г.). «Жирнокислотный состав культивированной ткани карциномы молочной железы и эффект ингибирования стеароил-КоА-десатуразы 1» . Журнал рака молочной железы . 17 (2): 136–42. дои : 10.4048/jbc.2014.17.2.136 . ПМК   4090315 . ПМИД   25013434 .
  21. ^ Флауэрс М.Т., Гроен А.К., Олер А.Т., Келлер М.П., ​​Чой Ю., Шуелер К.Л., Ричардс О.К., Лан Х., Миядзаки М. (01.12.2006). «Холестаз и гиперхолестеринемия у мышей с дефицитом SCD1, получавших диету с низким содержанием жиров и высоким содержанием углеводов» . Журнал исследований липидов . 47 (12): 2668–2680. doi : 10.1194/jlr.M600203-JLR200 . ISSN   0022-2275 . ПМИД   17005996 .
  22. ^ Бен-Дэвид У, Ган К.Ф., Голан-Лев Т., Арора П., Янука О., Орен Ю.С., Лейкин-Френкель А., Граф М., Гариппа Р., Берингер М., Громо Г., Бенвенисти Н. (февраль 2013 г.). «Селективное устранение плюрипотентных стволовых клеток человека с помощью ингибитора синтеза олеата, обнаруженное в ходе высокопроизводительного скрининга» . Клеточная стволовая клетка . 12 (2): 167–79. дои : 10.1016/j.stem.2012.11.015 . ПМИД   23318055 .
  23. ^ Рахими И., Мехдизаде А., Нозад Чаруде Х., Нури М., Валаи К., Файези С., Дараби М. (декабрь 2015 г.). «Дифференцировка гепатоцитов человеческих плюрипотентных стволовых клеток модулируется активностью стеароил-КоА-десатуразы 1» . Развитие, рост и дифференциация . 57 (9): 667–74. дои : 10.1111/dgd.12255 . ПМИД   26676854 .
  24. ^ Чжан Л., Пан Ю., Цинь Г., Чен Л., Чаттерджи Т.К., Вайнтрауб Н.Л., Тан Ю. (2014). «Ингибирование стеароил-КоА-десатуразы избирательно устраняет туморогенные наног-положительные клетки: повышение безопасности трансплантации iPS-клеток в миокард» . Клеточный цикл . 13 (5): 762–71. дои : 10.4161/cc.27677 . ПМЦ   3979912 . ПМИД   24394703 .
  25. ^ Мар-Хейминг Р., Миядзаки М., Вайсглас-Волков Д., Колайтис Н.А., Садаат Н., Плазье С., Паджуканта П., Кантор Р.М., де Брюин Т.В. (01.06.2008). «Связь активности стеароил-КоА-десатуразы 1 с семейной комбинированной гиперлипидемией» . Атеросклероз, тромбоз и сосудистая биология . 28 (6): 1193–1199. дои : 10.1161/ATVBAHA.107.160150 . ISSN   1524-4636 . ПМЦ   2758768 . ПМИД   18340007 .
  26. ^ Добжин П, Добжин А (01 января 2013 г.). Нтамби Дж. М. (ред.). Гены стеароил-КоА-десатуразы в метаболизме липидов . Спрингер Нью-Йорк. стр. 85–101. дои : 10.1007/978-1-4614-7969-7_8 . ISBN  9781461479680 .
  27. ^ Рахман С.М., Добжин А., Добжин П., Ли Ш., Миядзаки М., Нтамби Дж.М. (16 сентября 2003 г.). «Дефицит стеароил-КоА-десатуразы 1 повышает уровень компонентов, передающих сигналы инсулина, и снижает уровень протеин-тирозинфосфатазы 1B в мышцах» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (19): 11110–11115. Бибкод : 2003PNAS..10011110R . дои : 10.1073/pnas.1934571100 . ISSN   0027-8424 . ЧВК   196935 . ПМИД   12960377 .
  28. ^ Хаген Р.М., Родригес-Куэнка С., Видаль-Пуч А (18 июня 2010 г.). «Аллостатический контроль липидного состава мембран с помощью SREBP1». Письма ФЭБС . Специальный выпуск Гетеборга: Молекулы жизни. 584 (12): 2689–2698. дои : 10.1016/j.febslet.2010.04.004 . ПМИД   20385130 . S2CID   10699298 .

Библиография

[ редактировать ]

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stearoyl-CoA_9-desaturase&oldid=1231715590"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: af6860b8eb35efe712d8081515c5f2f3__1719684600
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/af/f3/af6860b8eb35efe712d8081515c5f2f3.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Stearoyl-CoA 9-desaturase - 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.)