Формальдегиддегидрогеназа - Formaldehyde dehydrogenase

формальдегиддегидрогеназа
Идентификаторы
Номер ЕС1.2.1.46
Количество CAS9028-84-6
Базы данных
IntEnzПросмотр IntEnz
БРЕНДАBRENDA запись
ExPASyПросмотр NiceZyme
КЕГГЗапись в KEGG
MetaCycметаболический путь
ПРИАМпрофиль
PDB структурыRCSB PDB PDBe PDBsum
Генная онтологияAmiGO / QuickGO

В энзимология, а формальдегиддегидрогеназа (EC 1.2.1.46 ) является фермент который катализирует в химическая реакция

формальдегид + НАД+ + H2О формиат + НАДН + Н+

3 субстраты этого фермента формальдегид, НАД+, и ЧАС2О, а его 3 товары находятся форматировать, НАДН, и ЧАС+.

Этот фермент принадлежит к семейству оксидоредуктазы особенно те, которые действуют на альдегидную или оксогруппу донора с НАД + или НАДФ + в качестве акцептора. В систематическое название этого класса ферментов формальдегид: НАД + оксидоредуктаза. Другие широко используемые имена включают NAD + -связанная формальдегиддегидрогеназа, s-нитрозоглутатионредуктаза (GSNO редуктаза) и НАД + -зависимая формальдегиддегидрогеназа. Этот фермент участвует в метаболизм метана.

Повсеместная функция

S-нитрозоглутатионредуктаза (GSNOR) представляет собой алкогольдегидрогеназу (ADH) класса III, кодируемую геном ADH5 у человека. Это первичный АДГ, который повсеместно экспрессируется как у растений, так и у животных. GSNOR снижает S-нитрозоглутатион (GSNO) в нестабильный промежуточный продукт, S-гидроксиламиноглутатион, который затем перестраивается с образованием глутатионсульфинамида, 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-нитрозилаты восстанавливают тиоредоксин по цистеину 62.[4] Нитрозилированный тиоредоксин посредством направленного межбелкового взаимодействия транс-нитрозилирует цистеин активного центра каспазы-3, таким образом инактивируя каспазу-3 и предотвращая индукцию апоптоза.[5]

Как и следовало ожидать от фермента, участвующего в регуляции уровней NO и передачи сигналов, плейотропные эффекты наблюдаются в моделях нокаута GSNOR. Удаление гена GSNOR как у дрожжей, так и у мышей увеличивало клеточные уровни GSNO и нитрозилированных белков, а дрожжевые клетки проявляли повышенную чувствительность к нитрозативному стрессу.[6] У нулевых мышей наблюдается повышенный уровень S-нитрозированных белков, повышенное количество бета-адренорецепторов в легких и сердце,[7] снижение тахифилаксии к агонистам β2-адренергических рецепторов, гипореактивность к метахолину и аллергену, а также уменьшение размера инфаркта после окклюзии коронарной артерии.[8][9] Кроме того, нулевые мыши демонстрируют повышенное повреждение тканей и смертность после заражения бактериями или эндотоксином, и при анестезии они обладают гипотензией, но в сознательном состоянии являются нормальными.[10] В большей степени связанные с его алкогольдегидрогеназной активностью, GSNOR-нулевые мыши демонстрируют снижение LD50 для формальдегида на 30% и сниженную способность метаболизировать ретинол, хотя из этих исследований ясно, что существуют другие пути метаболизма этих соединений.[11][12]

Роль в болезни

Было показано, что GSNOR может играть важную роль в респираторных заболеваниях, таких как астма. Выражение GSNOR обратно коррелировало с втор-нитрозотиол (SNO) уровни в жидкости выстилки альвеол в легких и с реакцией на провокацию метахолином у пациентов с легкой формой астмы по сравнению с нормальными субъектами.[13] Кроме того, у астматических детей с дыхательной недостаточностью SNO снижены в орошении трахеи по сравнению с нормальными детьми, перенесшими плановую операцию, а содержание NO повышено у пациентов с астмой при воздействии антигена.[14]

Оценка экспрессии генов АДГ у пациентов с неалкогольным стеатогепатитом (НАСГ) показала повышенные уровни всех АДГ, но в первую очередь АДГ1 и АДГ4 (увеличенные до 40 раз). ADH5 показал ~ 4-кратное увеличение экспрессии генов.[15]

Структурные исследования

По состоянию на конец 2007 г. только один структура было решено для этого класса ферментов, с PDB код присоединения 1KOL.

Рекомендации

  1. ^ Jensen DE, Belka GK, Du Bois GC (апрель 1998 г.). «S-Нитрозоглутатион является субстратом для изофермента алкогольдегидрогеназы III класса крысы». Biochem. J. 331 (2): 659–68. Дои:10.1042 / bj3310659. ЧВК  1219401. PMID  9531510.
  2. ^ Hedberg JJ, Griffiths WJ, Nilsson SJ, Höög JO (март 2003 г.). «Восстановление S-нитрозоглутатиона алкогольдегидрогеназой 3 человека является необратимой реакцией, как было проанализировано с помощью масс-спектрометрии с электрораспылением». Евро. J. Biochem. 270 (6): 1249–56. Дои:10.1046 / j.1432-1033.2003.03486.x. PMID  12631283.
  3. ^ Staab CA, Alander J, Morgenstern R, Grafström RC, Höög JO (март 2009 г.). «Янус лицо алкогольдегидрогеназы 3». Chem. Биол. Взаимодействовать. 178 (1–3): 29–35. Дои:10.1016 / j.cbi.2008.10.050. PMID  19038239.
  4. ^ Барглоу К.Т., Кнутсон К.Г., Вишнок Дж.С., Танненбаум С.Р., Марлетта Массачусетс (август 2011 г.). «Сайт-специфическое и окислительно-восстановительное S-нитрозирование тиоредоксина». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 108 (35): E600–6. Дои:10.1073 / pnas.1110736108. ЧВК  3167493. PMID  21849622.
  5. ^ Митчелл Д.А., Марлетта М.А. (август 2005 г.). «Тиоредоксин катализирует S-нитрозирование цистеина активного центра каспазы-3». Nat. Chem. Биол. 1 (3): 154–8. Дои:10.1038 / nchembio720. PMID  16408020. S2CID  25237455.
  6. ^ Лю Л., Хаусладен А., Цзэн М., Цуэ Л., Хейтман Дж., Стамлер Дж. С. (март 2001 г.). «Метаболический фермент S-нитрозотиола, сохраняемый от бактерий к человеку». Природа. 410 (6827): 490–4. Bibcode:2001Натурал.410..490л. Дои:10.1038/35068596. PMID  11260719. S2CID  21280374.
  7. ^ 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 (май 2007 г.). «Регулирование передачи сигналов бета-адренергическим рецептором посредством S-нитрозилирования киназы 2 рецептора, связанного с G-белком». Клетка. 129 (3): 511–22. Дои:10.1016 / j.cell.2007.02.046. PMID  17482545. S2CID  14171859.
  8. ^ Que LG, Лю Л., Ян И., Уайтхед Г.С., Гаветт С.Х., Шварц Д.А., Стамлер Дж.С. (июнь 2005 г.). «Защита от экспериментальной астмы эндогенным бронходилататором». Наука. 308 (5728): 1618–21. Bibcode:2005Наука ... 308.1618Q. Дои:10.1126 / science.1108228. ЧВК  2128762. PMID  15919956.
  9. ^ Лима Б., Лам Г.К., Се Л., Дизен Д.Л., Вилламисар Н., Ниенабер Дж., Мессина Е., Боулз Д., Контос С.Д., Харе Дж. М., Стэмлер Дж. С., Рокман Н. А. (апрель 2009 г.). «Эндогенные S-нитрозотиолы защищают от повреждения миокарда». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 106 (15): 6297–302. Bibcode:2009ПНАС..106.6297Л. Дои:10.1073 / pnas.0901043106. ЧВК  2669330. PMID  19325130.
  10. ^ Лю Л., Ян Ю., Цзэн М., Чжан Дж., Хейнс М.А., Ахерн Дж., МакМахон Т.Дж., Дикфельд Т., Маршалл Х.Э., Ку Л.Г., Стэмлер Дж.С. (февраль 2004 г.). «Основные роли S-нитрозотиолов в сосудистом гомеостазе и эндотоксическом шоке». Клетка. 116 (4): 617–28. Дои:10.1016 / S0092-8674 (04) 00131-X. PMID  14980227. S2CID  17878410.
  11. ^ Молотков А., Фан Х, Дельтур Л., Фоглио М. Х., Мартрас С., Фаррес Дж., Паре Х, Дестер Г. (апрель 2002 г.). «Стимуляция продукции и роста ретиноевой кислоты повсеместно экспрессируемой алкогольдегидрогеназой Adh3». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 99 (8): 5337–42. Bibcode:2002ПНАС ... 99,5337М. Дои:10.1073 / pnas.082093299. ЧВК  122770. PMID  11959987.
  12. ^ Deltour L, Foglio MH, Duester G (июнь 1999 г.). «Метаболическая недостаточность у мышей с нулевым мутантом алкогольдегидрогеназы Adh1, Adh3 и Adh4. Перекрывающиеся роли Adh1 и Adh4 в клиренсе этанола и метаболизме ретинола в ретиноевую кислоту». J. Biol. Chem. 274 (24): 16796–801. Дои:10.1074 / jbc.274.24.16796. PMID  10358022.
  13. ^ Que LG, Yang Z, Stamler JS, Lugogo NL, Kraft M (август 2009 г.). «S-нитрозоглутатионредуктаза: важный регулятор астмы у человека». Являюсь. J. Respir. Крит. Care Med. 180 (3): 226–31. Дои:10.1164 / rccm.200901-0158OC. ЧВК  2724715. PMID  19395503.
  14. ^ Двейк Р.А. (июнь 2001 г.). «Перспективы и реальность оксида азота в диагностике и лечении заболеваний легких». Клив Клин Дж Мед. 68 (6): 486, 488, 490, 493. Дои:10.3949 / ccjm.68.6.486. PMID  11405609.
  15. ^ Бейкер С.С., Бейкер Р.Д., Лю В., Новак Нью-Джерси, Чжу Л. (2010). «Роль метаболизма алкоголя при неалкогольном стеатогепатите». PLOS ONE. 5 (3): e9570. Bibcode:2010PLoSO ... 5.9570B. Дои:10.1371 / journal.pone.0009570. ЧВК  2833196. PMID  20221393.

дальнейшее чтение

  • Хонлозер В., Оссвальд Б., Лингенс Ф. (1980). "Энзимологические аспекты деметилирования кофеина и окисления формальдегида Pseudomonas putida C1". Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. 361 (12): 1763–6. Дои:10.1515 / bchm2.1980.361.2.1763. PMID  7461603.