Формальдегиддегидрогеназа
| формальдегиддегидрогеназа | |||
|---|---|---|---|
 Гомотетрамер формальдегиддегидрогеназы, Pseudomonas putida | |||
| Идентификаторы | |||
| Номер ЕС. | 1.2.1.46 | ||
| Номер CAS. | 9028-84-6 | ||
| 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 | ||
| |||
В энзимологии формальдегиддегидрогеназа КФ ( , 1.2.1.46 ) — фермент катализирующий реакцию химическую .
- формальдегид + НАД + + Н 2 О формиат + НАДН + Н +
Три субстрата этого фермента: формальдегид , НАД. + и H 2 O , тогда как его тремя продуктами являются формиат , НАДН и H + .
Этот фермент принадлежит к семейству оксидоредуктаз , особенно тех, которые действуют на альдегидную или оксогруппу донора с НАД+ или НАДФ+ в качестве акцептора. Систематическое название этого класса ферментов — формальдегид:НАД+оксидоредуктаза . Другие широко используемые названия включают НАД+-связанную формальдегиддегидрогеназу , s-нитрозоглутатионредуктазу (GSNO-редуктазу) и НАД+-зависимую формальдегиддегидрогеназу . Этот фермент участвует в обмене метана .
Вездесущая функция
[ редактировать ]S-нитрозоглутатионредуктаза (GSNOR) представляет собой алкогольдегидрогеназу III класса (ADH), кодируемую геном ADH5 у человека. Это изначальный АДГ, который повсеместно экспрессируется как у растений, так и у животных. GSNOR восстанавливает S-нитрозоглутатион (GSNO) до нестабильного промежуточного соединения, S-гидроксиламиноглутатиона, который затем перегруппировывается с образованием сульфинамида глутатиона или в присутствии GSH образует окисленный глутатион (GSSG) и гидроксиламин. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] Посредством этого катаболического процесса GSNOR регулирует клеточные концентрации GSNO и играет центральную роль в регулировании уровней эндогенных S-нитрозотиолов и контроле передачи сигналов на основе S-нитрозилирования белка. В качестве примера передачи сигналов на основе S-нитрозилирования Barglow et al. показали, что GSNO селективно S-нитрозилирует восстанавливает тиоредоксин в цистеине 62. [ 4 ] Нитрозилированный тиоредоксин посредством направленного белок-белкового взаимодействия транснитрозилирует цистеин активного центра каспазы-3, тем самым инактивируя каспазу-3 и предотвращая индукцию апоптоза. [ 5 ]
Как и следовало ожидать от фермента, участвующего в регуляции уровней NO и передаче сигналов, плейотропные эффекты наблюдаются в моделях с нокаутом GSNOR. Удаление гена GSNOR как у дрожжей, так и у мышей увеличило клеточные уровни GSNO и нитрозилированных белков, а дрожжевые клетки показали повышенную восприимчивость к нитрозативному стрессу. [ 6 ] У нулевых мышей наблюдаются повышенные уровни S-нитрозированных белков, увеличение количества бета-адренергических рецепторов в легких и сердце. [ 7 ] снижение тахифилаксии на агонисты β2-адренергических рецепторов, гипочувствительность к метахолину и воздействию аллергенов и уменьшение размера инфаркта после окклюзии коронарной артерии. [ 8 ] [ 9 ] Кроме того, у нулевых мышей наблюдается повышенное повреждение тканей и смертность после заражения бактериями или эндотоксином, а также гипотензия под наркозом, но нормотензия в сознательном состоянии. [ 10 ] У мышей с нулевой GSNOR, что больше связано с активностью алкогольдегидрогеназы, наблюдается 30%-ное снижение LD 50 для формальдегида и снижение способности метаболизировать ретинол, хотя из этих исследований ясно, что существуют и другие пути метаболизма этих соединений. [ 11 ] [ 12 ]
Роль в болезни
[ редактировать ]Было показано, что GSNOR может играть важную роль при респираторных заболеваниях, таких как астма. Экспрессия GSNOR обратно коррелирует с уровнями S -нитрозотиола (SNO) в жидкости альвеолярной выстилки легких и с реакцией на введение метахолина у пациентов с легкой астмой по сравнению с нормальными субъектами. [ 13 ] Кроме того, у детей-астматиков с дыхательной недостаточностью в трахеальных ирригациях наблюдается пониженное содержание SNO по сравнению с нормальными детьми, перенесшими плановое хирургическое вмешательство, а количество видов NO повышается у пациентов с астмой при воздействии антигена. [ 14 ]
Оценка экспрессии генов АДГ у пациентов с неалкогольным стеатогепатитом (НАСГ) выявила повышенные уровни всех АДГ, но в первую очередь АДГ1 и АДГ4 (увеличение до 40 раз). ADH5 продемонстрировал примерно 4-кратное увеличение экспрессии генов. [ 15 ]
Структурные исследования
[ редактировать ]По состоянию на конец 2007 года только одна структура для этого класса ферментов была решена PDB с кодом доступа 1KOL .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дженсен Д.Е., Белка Г.К., Дюбуа Г.К. (апрель 1998 г.). «S-нитрозоглутатион является субстратом изофермента крысиной алкогольдегидрогеназы класса III» . Биохим. Дж . 331 (2): 659–68. дои : 10.1042/bj3310659 . ПМК 1219401 . ПМИД 9531510 .
- ^ Хедберг Дж. Дж., Гриффитс В. Дж., Нильссон С. Дж., Хёг Дж. О. (март 2003 г.). «Восстановление S-нитрозоглутатиона алкогольдегидрогеназой 3 человека является необратимой реакцией, как показано с помощью масс-спектрометрии с электрораспылением» . Евро. Дж. Биохим . 270 (6): 1249–56. дои : 10.1046/j.1432-1033.2003.03486.x . ПМИД 12631283 .
- ^ Стааб К.А., Аландер Дж., Моргенштерн Р., Графстрем Р.К., Хёг Дж.О. (март 2009 г.). «Лицо Януса алкогольдегидрогеназы 3». хим. Биол. Взаимодействуйте . 178 (1–3): 29–35. дои : 10.1016/j.cbi.2008.10.050 . ПМИД 19038239 .
- ^ Барглоу К.Т., Кнутсон К.Г., Вишнок Дж.С., Танненбаум С.Р., Марлетта М.А. (август 2011 г.). «Сайт-специфическое и окислительно-восстановительно-контролируемое S-нитрозирование тиоредоксина» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 108 (35): Е600–6. дои : 10.1073/pnas.1110736108 . ПМК 3167493 . ПМИД 21849622 .
- ^ Митчелл Д.А., Марлетта Массачусетс (август 2005 г.). «Тиоредоксин катализирует S-нитрозирование цистеина активного центра каспазы-3». Нат. хим. Биол . 1 (3): 154–8. дои : 10.1038/nchembio720 . ПМИД 16408020 . S2CID 25237455 .
- ^ Лю Л., Хаусладен А., Цзэн М., Цюэ Л., Хейтман Дж., Стамлер Дж.С. (март 2001 г.). «Метаболический фермент S-нитрозотиола, сохраняющийся от бактерий до человека». Природа . 410 (6827): 490–4. Бибкод : 2001Natur.410..490L . дои : 10.1038/35068596 . ПМИД 11260719 . S2CID 21280374 .
- ^ Уэлен Э.Дж., Фостер М.В., Мацумото А., Одзава К., Скрипка Дж.Д., Ке Л.Г., Нельсон С.Д., Бенхар М., Киз Дж.Р., Рокман Х.А., Кох В.Дж., Даака Й., Лефковиц Р.Дж., Стамлер Дж.С. (май 2007 г.). «Регуляция передачи сигналов бета-адренергических рецепторов путем S-нитрозилирования киназы 2, связанной с G-белком» . Клетка . 129 (3): 511–22. дои : 10.1016/j.cell.2007.02.046 . ПМИД 17482545 . S2CID 14171859 .
- ^ Que LG, Лю Л., Ян Ю., Уайтхед Г.С., Гаветт Ш., Шварц Д.А., Стамлер Дж.С. (июнь 2005 г.). «Защита от экспериментальной астмы эндогенными бронхолитиками» . Наука . 308 (5728): 1618–21. Бибкод : 2005Sci...308.1618Q . дои : 10.1126/science.1108228 . ПМК 2128762 . ПМИД 15919956 .
- ^ Лима Б., Лам Г.К., Се Л., Дисен Д.Л., Вильямизар Н., Ниенабер Дж., Мессина Е., Боулз Д., Контос К.Д., Харе Дж.М., Стамлер Дж.С., Рокман Х.А. (апрель 2009 г.). «Эндогенные S-нитрозотиолы защищают от повреждения миокарда» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 106 (15): 6297–302. Бибкод : 2009PNAS..106.6297L . дои : 10.1073/pnas.0901043106 . ПМК 2669330 . ПМИД 19325130 .
- ^ Лю Л., Ян Ю, Цзэн М., Чжан Дж., Ханс М.А., Ахерн Дж., МакМахон Т.Дж., Дикфельд Т., Маршалл Х.Э., Цюэ Л.Г., Стамлер Дж.С. (февраль 2004 г.). «Основная роль S-нитрозотиолов в сосудистом гомеостазе и эндотоксическом шоке» . Клетка . 116 (4): 617–28. дои : 10.1016/S0092-8674(04)00131-X . ПМИД 14980227 . S2CID 17878410 .
- ^ Молотков А, Фан Х, Дельтур Л, Фольо МХ, Мартрас С, Фаррес Дж, Парес Х, Дустер Г (апрель 2002 г.). «Стимуляция производства и роста ретиноевой кислоты повсеместно экспрессируемой алкогольдегидрогеназой Adh3» . Натл. акад. Лыжи США . 99 (8): 5337–42. Бибкод : 2002PNAS...99.5337M . дои : 10.1073/pnas.082093299 . ПМК 122770 . ПМИД 11959987 .
- ^ Дельтур Л., Фольо М.Х., Дустер Г. (июнь 1999 г.). «Метаболические дефициты у мышей с нулевой мутацией алкогольдегидрогеназы Adh1, Adh3 и Adh4. Перекрывающиеся роли Adh1 и Adh4 в клиренсе этанола и метаболизме ретинола в ретиноевую кислоту» . Ж. Биол. Хим . 274 (24): 16796–801. дои : 10.1074/jbc.274.24.16796 . ПМИД 10358022 .
- ^ Це Л.Г., Ян З., Стамлер Дж.С., Лугого Н.Л., Крафт М. (август 2009 г.). «S-нитрозоглутатионредуктаза: важный регулятор астмы у человека» . Являюсь. Дж. Респир. Крит. Уход Мед . 180 (3): 226–31. doi : 10.1164/rccm.200901-0158OC . ПМЦ 2724715 . ПМИД 19395503 .
- ^ Дуйк Р.А. (июнь 2001 г.). «Перспективы и реальность оксида азота в диагностике и лечении заболеваний легких». Клив Клин, Джей Мед . 68 (6): 486, 488, 490, 493. doi : 10.3949/ccjm.68.6.486 . ПМИД 11405609 .
- ^ Бейкер С.С., Бейкер Р.Д., Лю В., Новак Нью-Джерси, Чжу Л. (2010). «Роль метаболизма алкоголя при неалкогольном стеатогепатите» . ПЛОС ОДИН . 5 (3): е9570. Бибкод : 2010PLoSO...5.9570B . дои : 10.1371/journal.pone.0009570 . ПМЦ 2833196 . ПМИД 20221393 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хонлозер В., Оссвальд Б., Лингенс Ф. (1980). «Энзимологические аспекты деметилирования кофеина и окисления формальдегида Pseudomonas putida C1». З. Физиол Хоппе-Зейлера. Хим . 361 (12): 1763–6. дои : 10.1515/bchm2.1980.361.2.1763 . ПМИД 7461603 .
