Dihydrolipoamid dehydrogenáza - Dihydrolipoamide dehydrogenase - Wikipedia
Dihydrolipoamid dehydrogenáza (DLD), také známý jako dihydrolipoyl dehydrogenáza, mitochondriální, je enzym že u lidí je kódován DLD gen.[4][5][6][7] DLD je a flavoprotein enzym, který oxiduje dihydrolipoamid na lipoamid.
Dihydrolipoamid dehydrogenáza (DLD) je mitochondriální enzym, který hraje zásadní roli v energetickém metabolismu u eukaryot. Tento enzym je nezbytný pro úplnou reakci alespoň pěti různých komplexů více enzymů.[8] DLD je navíc flavoenzym oxidoreduktáza který obsahuje reaktivní disulfidový most a a FAD kofaktor, který se přímo účastní katalýzy. Enzym se asociuje do pevně vázaného homodimery potřebné pro jeho enzymatickou aktivitu.[9]
Struktura
Protein kódovaný genem DLD přichází spolu s dalším proteinem a tvoří dimer v centrální metabolická cesta. Několik aminokyseliny v katalytické kapse byly identifikovány jako důležité pro funkci DLD, včetně R281 a N473.[10][11] Ačkoli celkový záhyb člověka enzym je podobný tomu z droždí, lidská struktura se liší v tom, že má dvě smyčky, které sahají od obecné proteinové struktury a do FAD vazebná místa, když jsou navázána na molekulu NAD +, potřebná pro katalýzu, není blízká zbytku FAD. Kdy však NADH je místo toho svázán, je naskládán přímo proti horní části centrální struktury FAD. Současné struktury hE3 přímo ukazují, že způsobují onemocnění mutace se vyskytují na třech místech v lidském enzymu: dimer rozhraní, Aktivní stránky a vazebná místa FAD a NAD (+).[12]
Funkce
DLD homodimer funguje jako složka E3 pyruvát, α-ketoglutarát a aminokyseliny s rozvětveným řetězcemdehydrogenáza komplexy a systém štěpení glycinu, vše v mitochondriální matrici. V těchto komplexech DLD převádí kyselinu dihydrolipoovou a NAD + na kyselinu lipoovou a NADH.[13]DLD také má diaforáza aktivita, schopnost katalyzovat oxidaci NADH na NAD + pomocí různých akceptorů elektronů, jako je O2labilní železitý žehlička, oxid dusnatý, a ubichinon.[8] Předpokládá se, že DLD má prooxidační roli redukcí kyslíku na a superoxid nebo železitý železný železo, které pak katalyzuje produkci železa hydroxylové radikály.[14][15]Diaforázová aktivita DLD může mít antioxidační roli díky své schopnosti zachytávat oxid dusnatý a redukovat ubichinon na ubichinol.[16][17][18] Je známo, že gen dihyrolipamid dehydrogenázy má několik variant sestřihu.
Funkce měsíčního svitu
Některé mutace DLD mohou současně vyvolat ztrátu primární metabolické aktivity a zisk a měsíční svit proteolytická aktivita. Měsíční proteolytická aktivita DLD je odhalena podmínkami, které destabilizují DLD homodimer a snižují jeho DLD aktivitu.[8] Okyselení mitochondriální matrice v důsledku ischemicko-reperfuzní poškození, může narušit kvartérní strukturu DLD, což vede ke snížení dehydrogenáza aktivita a zvýšila se diaforáza aktivita.[19]Měsíční proteolytická aktivita DLD může také nastat za patologických podmínek. Proteolytická aktivita může dále komplikovat snížení energetického metabolismu a zvýšení oxidačního poškození v důsledku snížené aktivity DLD, respektive zvýšení aktivity diaforázy.[18] Díky své proteolytické funkci odstraňuje DLD funkčně důležitou doménu z N-konce frataxinu, mitochondriálního proteinu podílejícího se na metabolismu železa a antioxidační ochraně.[20][21]
Klinický význam
U lidí jsou mutace DLD spojeny se závažnou poruchou kojeneckého věku selhání prosperovat, hypotonie, a metabolická acidóza.[8] Nedostatek DLD se projevuje velkou mírou variability, která se připisuje různým účinkům různých mutací DLD na stabilitu proteinu a jeho schopnost dimerizovat nebo interagovat s dalšími složkami tří komplexů α-ketoacid-dehydrogenázy.[8]Díky své proteolytické funkci způsobuje DLD nedostatek frataxin, která vede k neurodegenerativnímu a srdečnímu onemocnění, Friedreichova ataxie.[22] Budoucí výzkum doufá, že vyhodnotí, jak proteolytická aktivita DLD přispívá k příznakům deficitu DLD, Friedreichově ataxii a ischemickému reperfuznímu poškození a zda by tato aktivita mohla být cílem léčby těchto stavů.[8]
Interaktivní mapa cest
Kliknutím na geny, proteiny a metabolity níže můžete odkazovat na příslušné články. [§ 1] TCACycle_WP78 Upravit
| Kliknutím na geny, bílkoviny a metabolity níže zobrazíte odkazy na příslušné články.[§ 1] Glykolýza a glukoneogeneze Upravit
|
Regulace enzymů
Tento protein může používat morpheein model alosterická regulace.[23]
Viz také
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000091140 - 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.
- ^ „Entrez Gene: dihydrolipoamid dehydrogenase“.
- ^ Otulakowski G, Robinson BH (prosinec 1987). "Izolace a stanovení sekvence cDNA klonů pro prasata a lidskou lipoamiddehydrogenázu. Homologie s jinými disulfid oxidoreduktázami". J. Biol. Chem. 262 (36): 17313–8. PMID 3693355.
- ^ Pons G, Raefsky-Estrin C, Carothers DJ, Pepin RA, Javed AA, Jesse BW, Ganapathi MK, Samols D, Patel MS (březen 1988). „Klonování a sekvence cDNA komplexů dihydrolipoamid dehydrogenázy s lidskými komplexy alfa-ketokyseliny dehydrogenázy“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 85 (5): 1422–6. Bibcode:1988PNAS ... 85.1422P. doi:10.1073 / pnas.85.5.1422. PMC 279783. PMID 3278312.
- ^ Scherer SW, Otulakowski G, Robinson BH, Tsui LC (1991). "Lokalizace lidského genu dihydrolipoamid dehydrogenázy (DLD) na 7q31 ---- q32". Cytogenet. Cell Genet. 56 (3–4): 176–7. doi:10.1159/000133081. hdl:10722/42531. PMID 2055113.
- ^ A b C d E F Babady NE, Pang YP, Elpeleg O, Isaya G (2007). "Kryptická proteolytická aktivita dihydrolipoamid dehydrogenázy". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 104 (15): 6158–63. Bibcode:2007PNAS..104,6158B. doi:10.1073 / pnas.0610618104. PMC 1851069. PMID 17404228.
- ^ Ciszak EM, Makal A, Hong YS, Vettaikkorumakankauv AK, Korotchkina LG, Patel MS (2006). „Jak protein vázající dihydrolipoamid dehydrogenázu váže dihydrolipoamid dehydrogenázu v komplexu lidské pyruvátdehydrogenázy“. The Journal of Biological Chemistry. 281 (1): 648–55. doi:10,1074 / jbc.M507850200. PMID 16263718.
- ^ Kim, H (31. března 2005). „Zbytek asparaginu-473 je důležitý pro efektivní funkci lidské dihydrolipoamiddehydrogenázy“. Journal of Biochemistry and Molecular Biology. 38 (2): 248–52. doi:10,5483 / bmbrep.2005.38.2.248. PMID 15826505.
- ^ Wang, YC; Wang, ST; Li, C; Chen, LY; Liu, WH; Chen, PR; Chou, MC; Liu, TC (leden 2008). "Úloha aminokyselin T148 a R281 v lidské dihydrolipoamiddehydrogenáze". Journal of Biomedical Science. 15 (1): 37–46. doi:10.1007 / s11373-007-9208-9. PMID 17960497.
- ^ Brautigam, CA; Chuang, JL; Tomchick, DR; Machius, M; Chuang, DT (15. července 2005). „Krystalová struktura lidské dihydrolipoamiddehydrogenázy: vazba NAD + / NADH a strukturální základ mutací způsobujících onemocnění“. Journal of Molecular Biology. 350 (3): 543–52. doi:10.1016 / j.jmb.2005.05.014. PMID 15946682.
- ^ Carothers DJ, Pons G, Patel MS (1989). „Dihydrolipoamid dehydrogenáza: funkční podobnosti a odlišný vývoj pyridin-nukleotid-disulfid oxidoreduktáz“. Archivy biochemie a biofyziky. 268 (2): 409–25. doi:10.1016/0003-9861(89)90309-3. PMID 2643922.
- ^ Petrat F, Paluch S, Dogruöz E, Dörfler P, Kirsch M, Korth HG, Sustmann R, de Groot H (2003). „Redukce iontů Fe (III) komplexovaných s fyziologickými ligandy lipoyl dehydrogenázou a jinými flavoenzymy in vitro: důsledky pro enzymatickou redukci iontů Fe (III) labilní zásoby železa“. The Journal of Biological Chemistry. 278 (47): 46403–13. doi:10,1074 / jbc.M305291200. PMID 12963736.
- ^ Yoneyama, K; Shibata, R; Igarashi, A; Kojima, S; Kodani, Y; Nagata, K; Kurose, K; Kawase, R; Takeshita, T; Hattori, S (2014). „Proteomická identifikace dihydrolipoamid dehydrogenázy jako cíle autoprotilátek u pacientů s rakovinou endometria“. Protinádorový výzkum. 34 (9): 5021–7. PMID 25202086.
- ^ Igamberdiev AU, Bykova NV, Ens W, Hill RD (2004). „Dihydrolipoamid dehydrogenáza z prasečího srdce katalyzuje vychytávání oxidu dusnatého závislé na NADH“. FEBS Dopisy. 568 (1–3): 146–50. doi:10.1016 / j.febslet.2004.05.024. PMID 15196936. S2CID 20180110.
- ^ Olsson JM, Xia L, Eriksson LC, Björnstedt M (1999). „Ubichinon je redukován lipoamiddehydrogenázou a tato reakce je silně stimulována zinkem.“ FEBS Dopisy. 448 (1): 190–2. doi:10.1016 / s0014-5793 (99) 00363-4. PMID 10217438. S2CID 34370150.
- ^ A b Xia L, Björnstedt M, Nordman T, Eriksson LC, Olsson JM (2001). "Redukce ubichinonu lipoamid dehydrogenázou. Antioxidační regenerační cesta". European Journal of Biochemistry / FEBS. 268 (5): 1486–90. doi:10.1046 / j.1432-1327.2001.02013.x. PMID 11231302.
- ^ Klyachko NL, Shchedrina VA, Efimov AV, Kazakov SV, Gazaryan IG, Kristal BS, Brown AM (2005). „Preference substrátu závislého na pH lipoamid dehydrogenázy vepřového srdce se liší podle oligomerního stavu: reakce na okyselení mitochondriální matrice“. The Journal of Biological Chemistry. 280 (16): 16106–14. doi:10,1074 / jbc.M414285200. PMID 15710613.
- ^ Al-Karadaghi S, Franco R, Hansson M, Shelnutt JA, Isaya G, Ferreira GC (2006). „Chelatázy: vybrat zkreslení?“. Trendy v biochemických vědách. 31 (3): 135–42. doi:10.1016 / j.tibs.2006.01.001. PMC 2997100. PMID 16469498.
- ^ O'Neill HA, Gakh O, Park S, Cui J, Mooney SM, Sampson M, Ferreira GC, Isaya G (2005). „Shromáždění lidského frataxinu je mechanismus pro detoxikaci redoxaktivního železa“. Biochemie. 44 (2): 537–45. doi:10.1021 / bi048459j. PMID 15641778.
- ^ Campuzano V, Montermini L, Moltò MD, Pianese L, Cossée M, Cavalcanti F, Monros E, Rodius F, Duclos F, Monticelli A, Zara F, Cañizares J, Koutnikova H, Bidichandani SI, Gellera C, Brice A, Trouillas P De Michele G, Filla A, De Frutos R, Palau F, Patel PI, Di Donato S, Mandel JL, Cocozza S, Koenig M, Pandolfo M (1996). „Friedreichova ataxie: autozomálně recesivní onemocnění způsobené intronální expanzí opakování tripletů GAA“. Věda. 271 (5254): 1423–7. Bibcode:1996Sci ... 271.1423C. doi:10.1126 / science.271.5254.1423. PMID 8596916. S2CID 20303793.
- ^ Selwood T, Jaffe EK (2012). „Dynamické disociační homo-oligomery a řízení funkce proteinu“. Archivy biochemie a biofyziky. 519 (2): 131–43. doi:10.1016 / j.abb.2011.11.020. PMC 3298769. PMID 22182754.
Další čtení
- Silverberg MS, Cho JH, Rioux JD a kol. (2009). „Lokusy s rizikem ulcerózní kolitidy na chromozomech 1p36 a 12q15 nalezené v asociační studii pro celý genom“. Nat. Genet. 41 (2): 216–20. doi:10,1038 / ng.275. PMC 2652837. PMID 19122664.
- Brautigam CA, Chuang JL, Tomchick DR a kol. (2005). „Krystalová struktura lidské dihydrolipoamiddehydrogenázy: vazba NAD + / NADH a strukturální základ mutací způsobujících onemocnění“. J. Mol. Biol. 350 (3): 543–52. doi:10.1016 / j.jmb.2005.05.014. PMID 15946682.
- Barrett JC, Lee JC; et al. (2009). „Celá asociační studie ulcerózní kolitidy identifikuje tři nové lokusy citlivosti, včetně oblasti HNF4A“. Nat. Genet. 41 (12): 1330–4. doi:10,1038 / ng.483. PMC 2812019. PMID 19915572.
- Reed LJ, Hackert ML (1990). "Vztahy mezi strukturou a funkcí v dihydrolipoamid acyltransferázách". J. Biol. Chem. 265 (16): 8971–4. PMID 2188967.
- Ciszak EM, Makal A, Hong YS a kol. (2006). „Jak protein vázající dihydrolipoamid dehydrogenázu váže dihydrolipoamid dehydrogenázu v komplexu lidské pyruvátdehydrogenázy“. J. Biol. Chem. 281 (1): 648–55. doi:10,1074 / jbc.M507850200. PMID 16263718.
- Asano K, Matsushita T, Umeno J a kol. (2009). „Celomanomová asociační studie identifikuje tři nová místa citlivosti na ulcerózní kolitidu v japonské populaci“. Nat. Genet. 41 (12): 1325–9. doi:10.1038 / ng.482. PMID 19915573. S2CID 20507558.
- Odièvre MH, Chretien D, Munnich A, et al. (2005). „Nová mutace genu podjednotky E3 dihydrolipoamid dehydrogenázy E3 (DLD) vedoucí k atypické formě deficitu alfa-ketoglutarát dehydrogenázy“. Hučení. Mutat. 25 (3): 323–4. doi:10,1002 / humu.9319. PMID 15712224. S2CID 19929944.
- Brautigam CA, Wynn RM, Chuang JL a kol. (2006). „Strukturální pohled na interakce mezi dihydrolipoamiddehydrogenázou (E3) a proteinem vázajícím E3 komplexu lidské pyruvátdehydrogenázy“. Struktura. 14 (3): 611–21. doi:10.1016 / j.str.2006.01.001. PMC 2879633. PMID 16442803.
- Kim H (2006). „Aktivita lidské dihydrolipoamiddehydrogenázy je do značné míry snížena mutací na isoleucinu-51 na alanin.“. J. Biochem. Mol. Biol. 39 (2): 223–7. doi:10,5483 / bmbrep.2006.39.2.223. PMID 16584639.
- Sugden MC, Holness MJ (2003). „Nedávný pokrok v mechanismech regulujících oxidaci glukózy na úrovni komplexu pyruvátdehydrogenázy pomocí PDK“. Dopoledne. J. Physiol. Endokrinol. Metab. 284 (5): E855–62. doi:10.1152 / ajpendo.00526.2002. PMID 12676647.
- Wang YC, Wang ST, Li C a kol. (2008). "Úloha aminokyselin T148 a R281 v lidské dihydrolipoamiddehydrogenáze". J. Biomed. Sci. 15 (1): 37–46. doi:10.1007 / s11373-007-9208-9. PMID 17960497.
- Brown AM, Gordon D, Lee H a kol. (2004). „Sdružení genu dihydrolipoamid dehydrogenázy s Alzheimerovou chorobou u židovské populace Ashkenazi“. Dopoledne. J. Med. Genet. B Neuropsychiatr. Genet. 131B (1): 60–6. doi:10,1002 / ajmg.b.30008. PMID 15389771. S2CID 26098296.
- Wang YC, Wang ST, Li C a kol. (2007). "Role N286 a D320 v mechanismu reakce lidské domény střední dihydrolipoamid dehydrogenázy (E3)". J. Biomed. Sci. 14 (2): 203–10. doi:10.1007 / s11373-006-9136-0. PMID 17171578.
- Foster LJ, Rudich A, Talior I a kol. (2006). „Na inzulínu závislé interakce proteinů s GLUT4 odhalené stabilním značením izotopů aminokyselinami v buněčné kultuře (SILAC)“. J. Proteome Res. 5 (1): 64–75. doi:10.1021 / pr0502626. PMID 16396496.
- Kim H (2005). „Zbytek asparaginu-473 je důležitý pro efektivní funkci lidské dihydrolipoamiddehydrogenázy“. J. Biochem. Mol. Biol. 38 (2): 248–52. doi:10,5483 / bmbrep.2005.38.2.248. PMID 15826505.
- Hiromasa Y, Fujisawa T, Aso Y, Roche TE (2004). „Organizace jader savčího komplexu pyruvátdehydrogenázy tvořeného E2 a E2 plus protein vázající E3 a jejich schopnosti vázat složky E1 a E3“. J. Biol. Chem. 279 (8): 6921–33. doi:10,1074 / jbc.M308172200. PMID 14638692.
- Wynn RM, Kato M, Machius M a kol. (2004). „Molekulární mechanismus pro regulaci lidského mitochondriálního komplexu alfa-ketoacid-dehydrogenázy s rozvětveným řetězcem fosforylací“. Struktura. 12 (12): 2185–96. doi:10.1016 / j.str.2004.09.013. PMID 15576032.
- Martins-de-Souza D, Gattaz WF, Schmitt A, et al. (2009). „Proteomová analýza pacientů se schizofrenií odhaluje Wernickeho oblast dysregulaci energetického metabolismu“. Psychiatrie BMC. 9: 17. doi:10.1186 / 1471-244X-9-17. PMC 2684104. PMID 19405953.
externí odkazy
- Dihydrolipoamid + dehydrogenáza v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
Tento článek včlení text z United States National Library of Medicine, který je v veřejná doména.
ATP ADP ATP ADP + + 2 × ![]() 2 × ![]() 2 × 3-fosfoglycerát 2 × ![]() 2 × 2-fosfoglycerát 2 × ![]() 2 × Fosfoenolpyruvát 2 × ![]() ADP ATP 2 × Pyruvát 2 × ![]() |