Jump to content

Лизилоксидаза

ЛОКС
Идентификаторы
Псевдонимы LOX , энтрез: 4015, лизилоксидаза, AAT10, лизилоксидаза
Внешние идентификаторы ОМИМ : 153455 ; МГИ : 96817 ; Гомологен : 1741 ; Генные карты : LOX ; ОМА : LOX - ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_002317
НМ_001178102
НМ_001317073

НМ_010728
НМ_001286181
НМ_001286182

RefSeq (белок)

НП_001171573
НП_001304002
НП_002308

НП_001273110
НП_001273111
НП_034858

Местоположение (UCSC) Чр 5: 122.06 – 122.08 Мб Чр 18: 52,65 – 52,66 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Лизилоксидаза ( LOX ), также известная как протеин-лизин-6-оксидаза , представляет собой фермент , который у человека кодируется LOX геном . [ 5 ] [ 6 ] Он катализирует превращение остатков лизина в его альдегидное производное аллизин . [ 7 ] Аллизин образует поперечные связи в белках внеклеточного матрикса . Ингибирование лизилоксидазы может вызвать остеолатиризм , но в то же время ее активация клетками опухолевыми может способствовать метастазированию существующей опухоли, в результате чего она становится злокачественной и раковой .

Структура

[ редактировать ]

У дрожжей вида Pichia Pastoris лизилоксидаза представляет собой гомодимерную структуру. Каждый мономер состоит из активного центра, который включает атом Cu(II), координированный тремя остатками гистидина , а также 2,4,5-тригидроксифенилаланинхинон (TPQ), важнейший кофактор . [ 8 ]

У человека ген LOX расположен на хромосоме 5 q23.3-31.2. Последовательность ДНК кодирует полипептид из 417 аминокислот, первые 21 остаток которого составляют сигнальный пептид. [ 6 ] с массой примерно 32 кДа. [ 9 ] Карбоксиконец содержит активный ион меди (II), остатки лизина, тирозина и цистеина, которые составляют каталитически активный центр. [ 10 ] Трехмерная структура лизилоксидазы человека еще не выяснена. [ 11 ]

Механизм

[ редактировать ]
Катализируемое лизилоксидазой окисление остатка лизина до остатка ализина.

Лизилоксидаза - концевой углерод боковой цепи лизильного остатка боковой цепи. [ 9 ] Фермент относится к категории хинонсодержащих медноаминооксидаз. Для реакции необходим кофактор лизилтирозилхинон (LTQ). Кофактор LTQ уникален среди хинонов, поскольку содержит 1,2-бензохиноновый заместитель. Кроме того, он имеет нейтральный заряд при физиологическом pH. [ 12 ] [ 13 ] ε-амин конденсируется с LTQ с образованием основания Шиффа в результате реакции с LTQ. Ограничивающее скорость удаление ε-протона дает имин. Последующий гидролиз имина приводит к высвобождению остатка ализина. Молекулярный кислород и ион меди используются для повторного окисления кофактора с образованием перекиси водорода в качестве побочного продукта. [ 14 ]

Механизм окисления боковой цепи остатков лизина под действием LTQ. Лизилоксидаза участвует в регенерации хинона.

Биологическая функция

[ редактировать ]

Лизилоксидаза представляет собой внеклеточный медь-зависимый фермент , который катализирует образование альдегидов из остатков лизина в предшественниках коллагена и эластина . [ 15 ] [ 16 ] Эти альдегиды реагируют с немодифицированными остатками лизина, что приводит к сшиванию коллагена и эластина, что важно для стабилизации фибрилл коллагена, а также для целостности и эластичности зрелого эластина. [ 5 ]

Сложные поперечные связи образуются в коллагене ( пиридинолины, происходящие из трех остатков лизина) и в эластине ( десмозины , происходящие из четырех остатков лизина), которые различаются по структуре. [ 17 ]

Важность перекрестного связывания, вызванного лизилоксидазой, была установлена ​​в исследованиях на животных, в которых лизилоксидаза ингибировалась либо дефицитом меди в питании, либо добавлением в рацион β-аминопропионитрила (BAPN), ингибитора лизилоксидазы. [ 18 ] Это приводило к латиризму , характеризующемуся плохим формированием и прочностью костей, сверхрастяжимой кожей, слабостью связок и увеличением частоты возникновения аневризм аорты . Эти аномалии хорошо коррелируют со снижением перекрестных связей коллагена и эластина. [ 19 ]

Снижение активности лизилоксидазы в процессе развития связано с болезнью Менкеса и синдромом затылочного рога , двумя Х-сцепленными рецессивными заболеваниями, характеризующимися мутацией в гене, кодирующем белок, участвующий в транспорте меди. Таким образом, LOX не только имеет решающее значение для развития сердечно-сосудистой системы, он играет важную роль в развитии соединительной ткани, а также может быть важен для неврологических функций. [ 20 ]

Лизилоксидаза также оказалась решающей для развития дыхательной системы и кожи, поскольку коллаген и эластин составляют 50-60% состава легких и 75% кожи. В Lox гомозиготных нулевых моделях ( Lox-/- ) активность LOX была снижена до 80%, а фенотип легких напоминает таковой у пациентов с эмфиземой и расширенными дистальными дыхательными путями. [ 20 ]

Лизилоксидаза играет решающую роль на этапе формирования адипоцитов или жировых клеток из плюрипотентных стволовых клеток во время развития. Его отсутствие может привести к дефектам в трансформирующего фактора роста бета суперсемействе белков , которые контролируют рост и дифференцировку клеток . [ 21 ]

Клиническое значение

[ редактировать ]

Экспрессия LOX регулируется факторами, индуцируемыми гипоксией (HIF), и, следовательно, экспрессия LOX часто усиливается в гипоксических опухолях молочной железы, головы и шеи. Пациенты с опухолями с высокой экспрессией LOX имеют низкую общую выживаемость. [ нужна ссылка ]

Фактически, недавние исследования показали, что сверхэкспрессия LOX имеет решающее значение для стимулирования роста опухоли и метастазирования при некоторых видах рака, включая рак молочной железы. [ 22 ] немелкоклеточный рак легкого, [ 23 ] и колоректальный рак. [ 24 ]

Экспрессия LOX также была обнаружена в мегакариоцитах или клетках костного мозга, ответственных за выработку тромбоцитов. Данные, полученные на мышиной модели миелофиброза, указывают на участие LOX в фиброзе костного мозга.

В модели рака молочной железы на грызунах низкомолекулярные ингибиторы LOX или антитела подавляли метастазирование. [ 25 ] LOX, секретируемый клетками гипоксической опухоли молочной железы, сшивает коллаген в базальной мембране и необходим для рекрутирования CD11b+ миелоидных клеток. Клетки CD11b+, в свою очередь, прикрепляются к сшитому коллагену и производят матриксную металлопротеиназу-2 , которая расщепляет коллаген, усиливая инвазию метастазирующих опухолевых клеток. Напротив, ингибирование LOX предотвращает рекрутирование клеток CD11b+ и метастатический рост. [ 26 ]

В клетках, лишенных рецепторов TGF-β, дефицита, характерного для рака легких , лизилоксидаза обнаруживается в высоких концентрациях. Иммуноокрашивание LOX показало, что высокая экспрессия LOX связана с высокой степенью инвазии карциномы в образцах, полученных из хирургически удаленных аденокарцином легких . Кроме того, экспрессия LOX является показателем 5-летней выживаемости пациентов: вероятность выживания составляет 71% для пациентов с низкими уровнями LOX по сравнению с 43% для пациентов с высокими уровнями LOX. Таким образом, активация лизилоксидазы является предиктором плохого прогноза у пациентов с аденокарциномой на ранней стадии. [ 27 ]

Лизилоксидаза недавно была вовлечена в опухолевый ангиогенез или кровеносных сосудов образование как in vivo , так и in vitro . Было показано, что подкожный LOX, полученный из опухоли, увеличивает экспрессию и секрецию фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), что затем способствует ангиогенезу путем фосфорилирования протеинкиназы B или Akt через рецептор тромбоцитарного фактора роста β ( PDGFRB ). Высокие уровни LOX были связаны с высокой плотностью кровеносных сосудов в образцах пациентов. Клинически значимые ингибиторы LOX могут помочь замедлить прогрессирование рака путем подавления важнейших факторов роста, которые способствуют прогрессированию солидной опухоли. [ 28 ]

Следовательно, ингибиторы фермента LOX могут быть полезны для предотвращения ангиогенеза, прогрессирования опухоли и метастазирования, а также для лечения других фиброзных заболеваний, включающих ремоделирование внеклеточного матрикса , включая нейродегенеративные и сердечно-сосудистые заболевания. [ 29 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000113083 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000024529 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. ^ Jump up to: а б «Ген Энтрез: LOX-лизилоксидаза» .
  6. ^ Jump up to: а б Хямяляйнен Э.Р., Джонс Т.А., Шир Д., Таскинен К., Пихлаяниеми Т., Кивирикко К.И. (ноябрь 1991 г.). «Молекулярное клонирование лизилоксидазы человека и присвоение гена хромосоме 5q23.3-31.2». Геномика . 11 (3): 508–16. дои : 10.1016/0888-7543(91)90057-L . ПМИД   1685472 .
  7. ^ Рекена-младший, Левин Р.Л., Штадтман Э.Р. (2003). «Последние достижения в анализе окисленных белков». Аминокислоты . 25 (3–4): 221–226. дои : 10.1007/s00726-003-0012-1 . ПМИД   14661085 . S2CID   28837698 .
  8. ^ Дафф А.П., Коэн А.Е., Эллис П.Дж., Кучар Дж.А., Лэнгли Д.Б., Шепард Э.М., Дули Д.М., Фриман Х.К., Гасс Дж.М. (декабрь 2003 г.). «Кристаллическая структура лизилоксидазы Pichia Pastoris». Биохимия . 42 (51): 15148–57. дои : 10.1021/bi035338v . ПМИД   14690425 .
  9. ^ Jump up to: а б Гачеру С.Н., Трекман ПК, Шах М.А., О'Гара С.И., Спаччаполи П., Гринуэй Ф.Т., Каган Х.М. (ноябрь 1990 г.). «Структурные и каталитические свойства меди в лизилоксидазе». Журнал биологической химии . 265 (31): 19022–7. дои : 10.1016/0162-0134(89)84532-5 . ПМИД   1977746 .
  10. ^ Томассин Л., Вернек CC, Брокельманн Т.Дж., Глейзал С., Хорнстра И.К., Мечам Р.П., Зоммер П. (декабрь 2005 г.). «Про-области лизилоксидазы и лизилоксидазы 1 необходимы для отложения на эластичных волокнах» . Журнал биологической химии . 280 (52): 42848–55. дои : 10.1074/jbc.M506832200 . ПМИД   16251195 .
  11. ^ Каган Х.М., Ли В. (март 2003 г.). «Лизилоксидаза: свойства, специфичность и биологическая роль внутри и снаружи клетки». Журнал клеточной биохимии . 88 (4): 660–72. дои : 10.1002/jcb.10413 . ПМИД   12577300 . S2CID   23651213 .
  12. ^ Ван С.С., Накамура Н., Муре М., Клинман Дж.П., Сандерс-Лёр Дж. (ноябрь 1997 г.). «Характеристика нативного лизин-тирозилхинонового кофактора в лизилоксидазе методом рамановской спектроскопии» . Журнал биологической химии . 272 (46): 28841–4. дои : 10.1074/jbc.272.46.28841 . ПМИД   9360949 .
  13. ^ Беделл-Хоган Д., Трекман П., Абрамс В., Розенблум Дж., Каган Х. (май 1993 г.). «Окисление, сшивание и перевод в нерастворимую форму рекомбинантного тропоэластина очищенной лизилоксидазой» . Журнал биологической химии . 268 (14): 10345–50. дои : 10.1016/S0021-9258(18)82207-4 . ПМИД   8098038 .
  14. ^ Акагава М., Суяма К. (февраль 2001 г.). «Характеристика модельного соединения лизин-тирозилхинонового кофактора лизилоксидазы». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 281 (1): 193–9. дои : 10.1006/bbrc.2001.4315 . ПМИД   11178979 .
  15. ^ Альбертс, Брюс (2002). Молекулярная биология клетки . Нью-Йорк: Garland Science. п. 1099. ИСБН  978-0-8153-3218-3 .
  16. ^ Чисар К. (2001). Лизилоксидазы: новое семейство многофункциональных аминоксидаз . Прогресс в исследованиях нуклеиновых кислот и молекулярной биологии. Том. 70. стр. 1–32. дои : 10.1016/S0079-6603(01)70012-8 . ISBN  9780125400701 . ПМИД   11642359 .
  17. ^ Сигел Р.К., Фу Дж.К., Уто Н., Хориучи К., Фудзимото Д. (октябрь 1982 г.). «Сшивание коллагена: зависимый от лизилоксидазы синтез пиридинолина in vitro: подтверждение того, что пиридинолин получен из коллагена». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 108 (4): 1546–50. дои : 10.1016/S0006-291X(82)80083-1 . ПМИД   6129847 .
  18. ^ Доусон Д.А., Ринальди А.С., Пёх Г. (август 2002 г.). «Биохимическая и токсикологическая оценка реактивности агента-кофактора как механизма действия остеолатиризма». Токсикология . 177 (2–3): 267–84. дои : 10.1016/S0300-483X(02)00233-0 . ПМИД   12135629 .
  19. ^ Уилмарт К.Р., Фройнс-младший (ноябрь 1992 г.). «Ингибирование лизилоксидазы in vitro и in vivo аминопропионитрилами». Журнал токсикологии и гигиены окружающей среды . 37 (3): 411–23. Бибкод : 1992JTEHA..37..411W . дои : 10.1080/15287399209531680 . ПМИД   1359158 .
  20. ^ Jump up to: а б Мяки Й.М., Сормунен Р., Липпо С., Картинахо-Вийк Р., Сойнинен Р., Мюллюхарью Дж. (октябрь 2005 г.). «Лизилоксидаза необходима для нормального развития и функционирования дыхательной системы, а также для целостности эластических и коллагеновых волокон в различных тканях» . Американский журнал патологии . 167 (4): 927–36. дои : 10.1016/S0002-9440(10)61183-2 . ПМК   1603668 . ПМИД   16192629 .
  21. ^ Хуан ХИ, Чэнь СЗ, Чжан В.Т., Ван СС, Лю Ю, Ли Х, Сунь Х, Ли ЮМ, Вэнь Б, Лэй QY, Тан QQ (май 2013 г.). «Индукция ответа, подобного эпителиально-мезенхимальному переходу (EMT), с помощью BMP4 посредством повышения регуляции лизилоксидазы необходима для детерминации линии адипоцитов». Исследования стволовых клеток . 10 (3): 278–287. дои : 10.1016/j.scr.2012.12.005 . ПМИД   23395997 .
  22. ^ Эль-Хайби КП, Белл Г.В., Чжан Дж., Коллманн А.Ю., Вуд Д., Шербер С.М., Чизмадиа Е., Мариани О., Чжу С., Кампань А., Тонер М., Бхатия С.Н., Иримия Д., Винсент-Саломон А., Карнуб А.Е. (октябрь 2012). «Критическая роль лизилоксидазы в злокачественном раке молочной железы, вызванном мезенхимальными стволовыми клетками» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (43): 17460–5. Бибкод : 2012PNAS..10917460E . дои : 10.1073/pnas.1206653109 . ПМЦ   3491529 . ПМИД   23033492 .
  23. ^ Ши В, Ян Б, Ли Х, Сунь С, Ван Л, Цзяо С (декабрь 2012 г.). «Влияние полиморфизма лизилоксидазы на восприимчивость и прогноз немелкоклеточного рака легких». Биология опухолей . 33 (6): 2379–83. дои : 10.1007/s13277-012-0501-5 . ПМИД   22948781 . S2CID   14633716 .
  24. ^ Бейкер А.М., Кокс Т.Р., Берд Д., Ланг Дж., Мюррей Дж.И., Сан XF, Саутхолл С.М., Уилсон Дж.Р., Эрлер Дж.Т. (март 2011 г.). «Роль лизилоксидазы в SRC-зависимой пролиферации и метастазировании колоректального рака» . Журнал Национального института рака . 103 (5): 407–24. дои : 10.1093/jnci/djq569 . ПМИД   21282564 .
  25. ^ Эрлер Дж.Т., Джачча А.Дж. (ноябрь 2006 г.). «Лизилоксидаза опосредует гипоксический контроль метастазов». Исследования рака . 66 (21): 10238–41. дои : 10.1158/0008-5472.CAN-06-3197 . ПМИД   17079439 .
  26. ^ Эрлер Дж.Т., Бенневит К.Л., Кокс Т.Р., Ланг Дж., Бёрд Д., Кунг А., Ле К.Т., Джачча А.Дж. (январь 2009 г.). «Лизилоксидаза, индуцированная гипоксией, является критическим медиатором рекрутирования клеток костного мозга для формирования преметастатической ниши» . Раковая клетка . 15 (1): 35–44. дои : 10.1016/j.ccr.2008.11.012 . ПМК   3050620 . ПМИД   19111879 .
  27. ^ Вилгус М.Л., Борчук А.С., Ступлер М., Гинзбург М., Горенштейн Л., Сонетт Дж.Р., Пауэлл К.А. (май 2011 г.). «Лизилоксидаза: биомаркер инвазии и выживания аденокарциномы легких». Рак . 117 (10): 2186–91. дои : 10.1002/cncr.25768 . ПМИД   21523732 . S2CID   25144943 .
  28. ^ Бейкер А.М., Берд Д., Велти Дж.К., Гурлауэн М., Ланг Дж., Мюррей Дж.И., Рейнольдс А.Р., Кокс Т.Р., Эрлер Дж.Т. (январь 2013 г.). «Лизилоксидаза играет решающую роль в стимуляции эндотелиальных клеток, стимулируя ангиогенез опухоли» . Исследования рака . 73 (2): 583–94. дои : 10.1158/0008-5472.CAN-12-2447 . ПМЦ   3548904 . ПМИД   23188504 .
  29. ^ Родригес С., Родригес-Синовас А., Мартинес-Гонсалес Х. (май 2008 г.). «Лизилоксидаза как потенциальная терапевтическая мишень». Новости и перспективы наркотиков . 21 (4): 218–24. дои : 10.1358/dnp.2008.21.4.1213351 . ПМИД   18560621 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e9ab0bafc5cb5f18aba25e87865420b4__1717896180
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e9/b4/e9ab0bafc5cb5f18aba25e87865420b4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Lysyl oxidase - 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.)