Adrenodoxin reduktáza - Adrenodoxin reductase
Adrenodoxin reduktáza (Název názvosloví enzymů: adrenodoxin-NADP + reduktáza, EC 1.18.1.6), byl poprvé izolován z bovinní kůry nadledvin, kde funguje jako první enzym v mitochondriálních systémech P450, které katalyzují základní kroky v biosyntéze steroidních hormonů.[5][6]Zkoumání úplných sekvencí genomu odhalilo, že gen adrenodoxin reduktázy je přítomen ve většině metazoanů a prokaryot.[7]
Nomenklatura
Název enzymu byl vytvořen na základě jeho funkce redukovat [2Fe-2S] (2 železo, 2 síra) protein pro přenos elektronů, který byl pojmenován adrenodoxin. Později, v některých studiích, byl enzym také označován jako „ferredoxin reduktáza“, protože adrenodoxin je ferredoxin. V nomenklatuře lidských genů je standardním názvem ferredoxin reduktáza a symbolem je FDXR, přičemž synonymem je ADXR.
Přiřazení názvu „ferredoxin reduktáza“ bylo kritizováno jako nesprávné pojmenování, protože stanovení struktury adrenodoxin reduktázy odhalilo, že je zcela odlišné od struktury rostlinné ferredoxin reduktázy a mezi těmito dvěma enzymy neexistuje homologie.[8][9][10] S více proteiny s aktivitou snižující ferroxodin objevenými v obou rodinách i v nových rodinách je nyní tato enzymová aktivita považována za příklad konvergentní evoluce.[11][12]
Funkce
Adrenodoxin reduktáza je a flavoprotein jak to nese FAD koenzym typu. Enzym funguje jako první protein pro přenos elektronů mitochondriálních systémů P450, jako je P450scc.[6] Koenzym FAD přijímá dva elektrony z NADPH a přenáší je jeden po druhém do proteinu pro přenos elektronů adrenodoxin.[13] Adrenodoxin funguje jako mobilní raketoplán, který přenáší elektrony mezi ADXR a mitochondriálními P450.[14]
Katalyzuje následující reakci:
- NADPH + 2 oxidovaný adrenodoxin - → 2 redukovaný adrenodoxin + NADP+ + H+
Genová struktura
CDNA pro adrenodoxin reduktázu byla poprvé klonována v roce 1987.[15] V hovězích i lidských genomech existuje pouze jedna kopie genu.[15][16]
Stránky vyjádření
Gen ADXR je exprimován ve všech tkáních, které mají mitochondriální P450. Nejvyšší hladiny enzymu se nacházejí v kůře nadledvin, granulózních buňkách vaječníku a leydigových buňkách varlat, které se specializují na steroid syntéza hormonů.[6][17] Imunofluorescenční barvení ukazuje, že enzym je lokalizován v mitochondriích.[18]Enzym je také exprimován v játrech, ledvinách a placentě.
Struktura enzymu
Adrenodoxin reduktáza má dvě domény, které vážou NADPH a FAD samostatně.[7] FAD a NADP vazebná místa enzymu byla předpovězena sekvenční analýzou enzymu. [19]
Zatímco vazebné místo FAD má konsenzuální sekvenci (Gly-x-Gly-x-x-Gly), která je podobná jiným Rossmannovým záhybům ve vazebných místech FAD a NAD,[20] konsensuální sekvence vazebného místa NADPH se liší od vazebného místa FAD substitucí alaninu místo posledního Gly (Gly-x-Gly-x-x-Ala).[19][7] Umístění těchto vazebných míst FAD a NADP bylo potvrzeno krystalovou strukturou enzymu.[10]
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000161513 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000018861 - Ensembl, Květen 2017
- ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ Omura, T .; Sanders, E .; Estabrook, R.W .; Cooper, D.Y .; Rosenthal, O. (prosinec 1966). „Izolace nehemového železného proteinu z kůry nadledvin a flavoproteinu fungujícího jako redukovaná trifosfopyridinová nukleotid-cytochromová P-450 reduktáza“. Archivy biochemie a biofyziky. 117 (3): 660–673. doi:10.1016/0003-9861(66)90108-1.
- ^ A b C Hanukoglu I (prosinec 1992). „Steroidogenní enzymy: struktura, funkce a role v regulaci biosyntézy steroidních hormonů“. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 43 (8): 779–804. doi:10.1016/0960-0760(92)90307-5. PMID 22217824.
- ^ A b C Hanukoglu I (2017). „Zachování rozhraní enzym-koenzym ve vazbě FAD a NADP na všudypřítomný enzym reduktázy reduktázy-A“. Journal of Molecular Evolution. 85 (5): 205–218. Bibcode:2017JMolE..85..205H. doi:10.1007 / s00239-017-9821-9. PMID 29177972.
- ^ Hanukoglu I (1996). "Proteiny přenosu elektronů systémů cytochromu P450". Fyziologické funkce cytochromu P450 ve vztahu ke struktuře a regulaci (PDF). Adv. Mol. Cell Biol. Pokroky v molekulární a buněčné biologii. 14. str. 29–55. doi:10.1016 / S1569-2558 (08) 60339-2. ISBN 9780762301133.
- ^ Ziegler GA, Vonrhein C, Hanukoglu I, Schulz GE (červen 1999). "Struktura adrenodoxin reduktázy mitochondriálních systémů P450: přenos elektronů pro biosyntézu steroidů". Journal of Molecular Biology. 289 (4): 981–90. doi:10.1006 / jmbi.1999.2807. PMID 10369776.
- ^ A b Ziegler GA, Schulz GE (2000). „Krystalové struktury adrenodoxin reduktázy v komplexu s NADP + a NADPH naznačují mechanismus pro elektronový přenos rodiny enzymů“. Biochemie. 39 (36): 10986–95. doi:10.1021 / bi000079k. PMID 10998235.
- ^ Aliverti, A .; Pandini, V .; Pennati, A .; de Rosa, M .; Zanetti, G. (červen 2008). „Strukturální a funkční rozmanitost ferredoxinu-NADP+ reduktázy " (PDF). Arch Biochem Biophys. 474 (2): 283–91. doi:10.1016 / j.abb.2008.02.014. hdl:2434/41439. PMID 18307973.
- ^ Spaans, SK; Weusthuis, RA; van der Oost, J; Kengen, SW (2015). „Systémy generující NADPH v bakteriích a archaeách“. Hranice v mikrobiologii. 6: 742. doi:10.3389 / fmicb.2015.00742. PMC 4518329. PMID 26284036.
- ^ Lambeth JD, Kamin H (červenec 1976). "Adrenodoxin reduktáza. Vlastnosti komplexů redukovaného enzymu s NADP + a NADPH". The Journal of Biological Chemistry. 251 (14): 4299–306. PMID 6475.
- ^ Hanukoglu I, Jefcoate CR (duben 1980). "Mitochondriální cytochrom P-450scc. Mechanismus transportu elektronů adrenodoxinem" (PDF). The Journal of Biological Chemistry. 255 (7): 3057–61. PMID 6766943.
- ^ A b Hanukoglu I, Gutfinger T, Haniu M, Shively JE (prosinec 1987). "Izolace cDNA pro adrenodoxin reduktázu (ferredoxin-NADP + reduktáza). Důsledky pro systémy mitochondriálního cytochromu P-450". European Journal of Biochemistry. 169 (3): 449–455. doi:10.1111 / j.1432-1033.1987.tb13632.x. PMID 3691502.
- ^ Solish SB, Picado-Leonard J, Morel Y, Kuhn RW, Mohandas TK, Hanukoglu I, Miller WL (říjen 1988). „Lidská adrenodoxin reduktáza: dvě mRNA kódované jediným genem na chromozomu 17cen ---- q25 jsou exprimovány ve steroidogenních tkáních“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 85 (19): 7104–7108. Bibcode:1988PNAS ... 85.7104S. doi:10.1073 / pnas.85.19.7104. PMC 282132. PMID 2845396.
- ^ Hanukoglu I, Hanukoglu Z (květen 1986). "Stechiometrie mitochondriálních cytochromů P-450, adrenodoxinu a adrenodoxin reduktázy v kůře nadledvin a žlutém těle. Důsledky pro organizaci membrány a regulaci genů". European Journal of Biochemistry. 157 (1): 27–31. doi:10.1111 / j.1432-1033.1986.tb09633.x. PMID 3011431.
- ^ Hanukoglu I, Suh BS, Himmelhoch S, Amsterdam A (říjen 1990). „Indukce a mitochondriální lokalizace enzymů systému cytochromu P450scc v normálních a transformovaných buňkách vaječníkové granulózy“. The Journal of Cell Biology. 111 (4): 1373–81. doi:10.1083 / jcb.111.4.1373. PMC 2116250. PMID 2170421.
- ^ A b Hanukoglu I, Gutfinger T (březen 1989). "cDNA sekvence adrenodoxin reduktázy. Identifikace vazebných míst NADP v oxidoreduktázách". European Journal of Biochemistry / FEBS. 180 (2): 479–84. doi:10.1111 / j.1432-1033.1989.tb14671.x. PMID 2924777.
- ^ Hanukoglu I (2015). "Proteopedia: Rossmann fold: Beta-alfa-beta záhyb na vazebných místech dinukleotidů". Biochem Mol Biol Educ. 43 (3): 206–209. doi:10,1002 / bmb.20849. PMID 25704928. S2CID 11857160.
externí odkazy
- Člověk FDXR umístění genomu a FDXR stránka s podrobnostmi o genu v UCSC Genome Browser.
Další čtení
- Sparkes RS, Klisak I, Miller WL (červen 1991). „Regionální mapování genů kódujících lidské steroidogenní enzymy: P450scc na 15q23-q24, adrenodoxin na 11q22; adrenodoxin reduktáza na 17q24-q25; a P450c17 na 10q24-q25“. DNA a buněčná biologie. 10 (5): 359–65. doi:10.1089 / dna.1991.10.359. PMID 1863359.
- Coghlan VM, Vickery LE (říjen 1991). „Lokálně specifické mutace v lidském ferredoxinu, které ovlivňují vazbu na ferredoxin reduktázu a cytochrom P450scc“. The Journal of Biological Chemistry. 266 (28): 18606–12. PMID 1917982.
- Lin D, Shi YF, Miller WL (listopad 1990). "Klonování a sekvence genu pro lidskou adrenodoxin reduktázu". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 87 (21): 8516–20. Bibcode:1990PNAS ... 87.8516L. doi:10.1073 / pnas.87.21.8516. PMC 54987. PMID 2236061.
- Usanov SA, Chernogolov AA, Honkakoski P, Lang M, Passanen M, Raunio H, Pelkonen O (květen 1990). „[Cholesterol-hydroxylační cytochrom P-450 z mitochondrií bovinní kůry nadledvin a lidské placenty: imunochemické vlastnosti a strukturní charakteristiky]“. Biokhimiya. 55 (5): 865–77. PMID 2393675.
- Sasano H, Sasano N, Okamoto M, Nonaka Y (květen 1989). "Imunohistochemická demonstrace adrenodoxin reduktázy v hovězích a lidských nadledvinách". Patologie, výzkum a praxe. 184 (5): 473–9. doi:10.1016 / s0344-0338 (89) 80137-2. PMID 2748461.
- Usanov SA, Honkakoski P, Lang MA, Pasanen M, Pelkonen O, Raunio H (říjen 1989). „Srovnání imunochemických vlastností komplexu štěpného enzymu postranního řetězce lidské placenty a hovězího adrenálního cholesterolu“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - proteinová struktura a molekulární enzymologie. 998 (2): 189–95. doi:10.1016/0167-4838(89)90272-0. PMID 2790061.
- Maruyama K, Sugano S (leden 1994). „Oligo-capping: jednoduchá metoda k nahrazení struktury cap eukaryotických mRNA oligoribonukleotidy“. Gen. 138 (1–2): 171–4. doi:10.1016/0378-1119(94)90802-8. PMID 8125298.
- Suzuki Y, Yoshitomo-Nakagawa K, Maruyama K, Suyama A, Sugano S (říjen 1997). "Konstrukce a charakterizace knihovny cDNA obohacené o celou délku a 5'-end". Gen. 200 (1–2): 149–56. doi:10.1016 / S0378-1119 (97) 00411-3. PMID 9373149.
- Müller JJ, Lapko A, Bourenkov G, Ruckpaul K, Heinemann U (leden 2001). „Struktura Adrenodoxin reduktáza-adrenodoxin naznačuje cestu přenosu elektronů v biosyntéze steroidů“. The Journal of Biological Chemistry. 276 (4): 2786–9. doi:10,1074 / jbc.M008501200. PMID 11053423.
- Gonzalez MI, Robins DM (březen 2001). „Oct-1 přednostně interaguje s androgenovým receptorem způsobem závislým na DNA, který usnadňuje nábor SRC-1“. The Journal of Biological Chemistry. 276 (9): 6420–8. doi:10,1074 / jbc.M008689200. PMID 11096094.
- Tuckey RC, Headlam MJ (červen 2002). „Placentární cytochrom P450scc (CYP11A1): srovnání katalytických vlastností mezi podmínkami omezení a nasycení adrenodoxin reduktázy“. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 81 (2): 153–8. doi:10.1016 / S0960-0760 (02) 00058-4. PMID 12137805. S2CID 44273641.
- Liu G, Chen X (říjen 2002). „Gen ferredoxin reduktázy je regulován rodinou p53 a senzibilizuje buňky na apoptózu vyvolanou oxidačním stresem.“. Onkogen. 21 (47): 7195–204. doi:10.1038 / sj.onc.1205862. PMID 12370809.
- Araya Z, Hosseinpour F, Bodin K, Wikvall K (červen 2003). „Metabolismus 25-hydroxyvitaminu D3 mikrozomálními a mitochondriálními 25-hydroxylázami vitaminu D3 (CYP2D25 a CYP27A1): nová reakce prostřednictvím CYP27A1“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - molekulární a buněčná biologie lipidů. 1632 (1–3): 40–7. doi:10.1016 / S1388-1981 (03) 00062-3. PMID 12782149.
- Thiboutot D, Jabara S, McAllister JM, Sivarajah A, Gilliland K, Cong Z, Clawson G (červen 2003). „Lidská kůže je steroidogenní tkáň: steroidogenní enzymy a kofaktory jsou exprimovány v pokožce, normálních sebocytech a imortalizované buněčné linii sebocytů (SEB-1).“ The Journal of Investigative Dermatology. 120 (6): 905–14. doi:10.1046 / j.1523-1747.2003.12244.x. PMID 12787114.
- Kimura K, Wakamatsu A, Suzuki Y, Ota T, Nishikawa T, Yamashita R, Yamamoto J, Sekine M, Tsuritani K, Wakaguri H, Ishii S, Sugiyama T, Saito K, Isono Y, Irie R, Kushida N, Yoneyama T , Otsuka R, Kanda K, Yokoi T, Kondo H, Wagatsuma M, Murakawa K, Ishida S, Ishibashi T, Takahashi-Fujii A, Tanase T, Nagai K, Kikuchi H, Nakai K, Isogai T, Sugano S (leden 2006 ). „Diverzifikace transkripční modulace: rozsáhlá identifikace a charakterizace domnělých alternativních promotorů lidských genů“. Výzkum genomu. 16 (1): 55–65. doi:10,1101 / gr. 4039406. PMC 1356129. PMID 16344560.