Formaldehyddehydrogenáza - Formaldehyde dehydrogenase
formaldehyddehydrogenáza | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identifikátory | |||||||||
EC číslo | 1.2.1.46 | ||||||||
Číslo CAS | 9028-84-6 | ||||||||
Databáze | |||||||||
IntEnz | IntEnz pohled | ||||||||
BRENDA | Vstup BRENDA | ||||||||
EXPASY | Pohled NiceZyme | ||||||||
KEGG | Vstup KEGG | ||||||||
MetaCyc | metabolická cesta | ||||||||
PRIAM | profil | ||||||||
PDB struktur | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Genová ontologie | AmiGO / QuickGO | ||||||||
|
v enzymologie, a formaldehyddehydrogenáza (ES 1.2.1.46 ) je enzym že katalyzuje the chemická reakce
- formaldehyd + NAD+ + H2Ó mravenčan + NADH + H+
3 substráty tohoto enzymu jsou formaldehyd, NAD+, a H2Ó, zatímco jeho 3 produkty jsou mravenčan, NADH, a H+.
Tento enzym patří do rodiny oxidoreduktázy, konkrétně těch, které působí na aldehydovou nebo oxoskupinu dárce s NAD + nebo NADP + jako akceptorem. The systematické jméno této třídy enzymů je formaldehyd: NAD + oxidoreduktáza. Mezi další běžně používaná jména patří NAD + vázaná formaldehyddehydrogenáza, s-nitrosoglutathion reduktáza (GSNO reduktáza) a NAD + -závislá formaldehyddehydrogenáza. Tento enzym se účastní metabolismus metanu.
Všudypřítomná funkce
S-nitrosoglutathion reduktáza (GSNOR) je alkoholová dehydrogenáza třídy III (ADH) kódovaná genem ADH5 u lidí. Je to prvotní ADH, který je všudypřítomně exprimován jak u rostlin, tak u zvířat. GSNOR snižuje S-nitrosoglutathion (GSNO) na nestabilní meziprodukt, S-hydroxylaminoglutathion, který se potom přeskupuje za vzniku glutathion sulfinamidu, nebo v přítomnosti GSH, tvoří oxidovaný glutathion (GSSG) a hydroxylamin.[1][2][3] Prostřednictvím tohoto katabolického procesu GSNOR reguluje buněčné koncentrace GSNO a hraje ústřední roli v regulaci hladin endogenních S-nitrosothiolů a v řízení signalizace založené na proteinové S-nitrosylaci. Jako příklad signalizace založené na S-nitrosylaci Barglow et al. ukázaly, že GSNO selektivně S-nitrosyláty redukovaly thioredoxin na cysteinu 62.[4] Nitrosylovaný thioredoxin prostřednictvím přímé interakce protein-protein trans-nitrosyláuje cystein aktivního místa kaspázy-3, čímž inaktivuje kaspázu-3 a brání indukci apoptózy.[5]
Jak lze očekávat od enzymu podílejícího se na regulaci hladin NO a signalizace, pleiotropní účinky jsou pozorovány v modelech knockoutu GSNOR. Odstranění genu GSNOR z kvasinek i myší zvýšilo buněčné hladiny GSNO a nitrosylovaných proteinů a kvasinkové buňky vykazovaly zvýšenou náchylnost k nitrosativnímu stresu.[6] Nulové myši vykazují zvýšené hladiny S-nitrosovaných proteinů, zvýšené počty beta adrenergních receptorů v plicích a srdci,[7] snížená tachyfylaxe na agonisty β2-adrenergních receptorů, hyporeaktivita na metacholin a alergen a snížená velikost infarktu po okluzi koronární arterie.[8][9] Kromě toho nulové myši vykazují zvýšené poškození tkání a úmrtnost po napadení bakteriemi nebo endotoxinem a jsou hypotenzní v anestezii, ale normotenzní ve stavu při vědomí.[10] Více související s aktivitou alkoholu dehydrogenázy vykazují myši GSNOR null 30% snížení LD50 pro formaldehyd a sníženou schopnost metabolizovat retinol, i když je z těchto studií zřejmé, že existují další cesty metabolismu těchto sloučenin.[11][12]
Role v nemoci
Ukázalo se, že GSNOR může hrát důležitou roli při respiračních onemocněních, jako je astma. Výraz GSNOR byl nepřímo korelován s s-nitrosothiol (SNO) hladiny v alveolární tekutině výstelky v plicích a s odpovědí na provokaci metacholinem u pacientů s mírným astmatem ve srovnání s normálními subjekty.[13] Dále existují snížené hodnoty SNO v tracheálních výplachech u astmatických dětí s respiračním selháním ve srovnání s normálními dětmi podstupujícími plánovanou operaci a NO druhy jsou u pacientů s astmatem při vystavení antigenu zvýšené.[14]
Posouzení genové exprese ADH u pacientů s nealkoholickou steatohepatitidou (NASH) ukázalo zvýšené hladiny všech ADH, ale primárně ADH1 a ADH4 (až 40krát zvýšené). ADH5 vykázal ~ 4násobné zvýšení genové exprese.[15]
Strukturální studie
Ke konci roku 2007 pouze jeden struktura byl pro tuto třídu enzymů vyřešen pomocí PDB přístupový kód 1KOL.
Reference
- ^ Jensen DE, Belka GK, Du Bois GC (duben 1998). „S-nitrosoglutathion je substrátem pro krysí alkohol dehydrogenázu třídy III izoenzymu“. Biochem. J. 331 (2): 659–68. doi:10.1042 / bj3310659. PMC 1219401. PMID 9531510.
- ^ Hedberg JJ, Griffiths WJ, Nilsson SJ, Höög JO (březen 2003). „Redukce S-nitrosoglutathionu lidskou alkohol dehydrogenázou 3 je nevratná reakce, jak je analyzována elektrosprejovou hmotnostní spektrometrií.“ Eur. J. Biochem. 270 (6): 1249–56. doi:10.1046 / j.1432-1033.2003.03486.x. PMID 12631283.
- ^ Staab CA, Alander J, Morgenstern R, Grafström RC, Höög JO (březen 2009). "Janusova tvář alkohol dehydrogenázy 3". Chem. Biol. Interakce. 178 (1–3): 29–35. doi:10.1016 / j.cbi.2008.10.050. PMID 19038239.
- ^ Barglow KT, Knutson CG, Wishnok JS, Tannenbaum SR, Marletta MA (srpen 2011). „Site-specific and redox-kontrolovaná S-nitrosace thioredoxinu“. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 108 (35): E600–6. doi:10.1073 / pnas.1110736108. PMC 3167493. PMID 21849622.
- ^ Mitchell DA, Marletta MA (srpen 2005). „Thioredoxin katalyzuje S-nitrosaci cysteinu aktivního místa kaspázy-3“. Nat. Chem. Biol. 1 (3): 154–8. doi:10.1038 / nchembio720. PMID 16408020. S2CID 25237455.
- ^ Liu L, Hausladen A, Zeng M, Que L, Heitman J, Stamler JS (březen 2001). "Metabolický enzym pro S-nitrosothiol konzervovaný z bakterií na člověka". Příroda. 410 (6827): 490–4. Bibcode:2001 Natur.410..490L. doi:10.1038/35068596. PMID 11260719. S2CID 21280374.
- ^ Whalen EJ, Foster MW, Matsumoto A, Ozawa K, Violin JD, Que LG, Nelson CD, Benhar M, Keys JR, Rockman HA, Koch WJ, Daaka Y, Lefkowitz RJ, Stamler JS (květen 2007). „Regulace signalizace beta-adrenergních receptorů S-nitrosylací kinázy 2 spojené s G-proteinem receptoru“. Buňka. 129 (3): 511–22. doi:10.1016 / j.cell.2007.02.046. PMID 17482545. S2CID 14171859.
- ^ Que LG, Liu L, Yan Y, Whitehead GS, Gavett SH, Schwartz DA, Stamler JS (červen 2005). „Ochrana před experimentálním astmatem endogenním bronchodilatátorem“. Věda. 308 (5728): 1618–21. Bibcode:2005Sci ... 308.1618Q. doi:10.1126 / science.1108228. PMC 2128762. PMID 15919956.
- ^ Lima B, Lam GK, Xie L, Diesen DL, Villamizar N, Nienaber J, Messina E, Bowles D, Kontos CD, Hare JM, Stamler JS, Rockman HA (duben 2009). "Endogenní S-nitrosothioly chrání před poškozením myokardu". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 106 (15): 6297–302. Bibcode:2009PNAS..106,6297L. doi:10.1073 / pnas.0901043106. PMC 2669330. PMID 19325130.
- ^ Liu L, Yan Y, Zeng M, Zhang J, Hanes MA, Ahearn G, McMahon TJ, Dickfeld T, Marshall HE, Que LG, Stamler JS (únor 2004). „Základní role S-nitrosothiolů ve vaskulární homeostáze a endotoxickém šoku“. Buňka. 116 (4): 617–28. doi:10.1016 / S0092-8674 (04) 00131-X. PMID 14980227. S2CID 17878410.
- ^ Molotkov A, Fan X, Deltour L, Foglio MH, Martras S, Farrés J, Parés X, Duester G (duben 2002). "Stimulace produkce a růstu kyseliny retinové všudypřítomně exprimovanou alkoholohydrohydrogenázou Adh3". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99 (8): 5337–42. Bibcode:2002PNAS ... 99,5337M. doi:10.1073 / pnas.082093299. PMC 122770. PMID 11959987.
- ^ Deltour L, Foglio MH, Duester G (červen 1999). "Metabolické deficity u myší bez mutantů s alkoholem dehydrogenázou Adh1, Adh3 a Adh4. Překrývající se role Adh1 a Adh4 v clearance ethanolu a metabolismu retinolu na kyselinu retinovou". J. Biol. Chem. 274 (24): 16796–801. doi:10.1074 / jbc.274.24.16796. PMID 10358022.
- ^ Que LG, Yang Z, Stamler JS, Lugogo NL, Kraft M (srpen 2009). „S-nitrosoglutathion reduktáza: důležitý regulátor lidského astmatu“. Dopoledne. J. Respir. Krit. Care Med. 180 (3): 226–31. doi:10.1164 / rccm.200901-0158OC. PMC 2724715. PMID 19395503.
- ^ Dweik RA (červen 2001). „Slib a realita oxidu dusnatého v diagnostice a léčbě plicních onemocnění“. Cleve Clin J Med. 68 (6): 486, 488, 490, 493. doi:10,3949 / ccjm.68.6.486. PMID 11405609.
- ^ Baker SS, Baker RD, Liu W, Nowak NJ, Zhu L (2010). „Role metabolismu alkoholu u nealkoholické steatohepatitidy“. PLOS ONE. 5 (3): e9570. Bibcode:2010PLoSO ... 5.9570B. doi:10,1371 / journal.pone.0009570. PMC 2833196. PMID 20221393.
Další čtení
- Hohnloser W, Osswald B, Lingens F (1980). "Enzymologické aspekty demetylace kofeinu a oxidace formaldehydu Pseudomonas putida C1". Hoppe-Seylerova Z. Physiol. Chem. 361 (12): 1763–6. doi:10,1515 / bchm2.1980.361.2.1763. PMID 7461603.