OGDH
OGDH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Identyfikatory | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, AKGDH, E1k, OGDC, dehydrogenaza oksoglutaranowa, KGD1, OGDH2, OGDHD | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Identyfikatory zewnętrzne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wikidane | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Dehydrogenaza alfa-ketoglutaranowa, znana również jako składnik dehydrogenazy 2-oksoglutaranowej E1, mitochondrialny jest enzymem , który u ludzi jest kodowany przez gen OGDH .
Struktura
Gen
Gen OGDH znajduje się na 7. chromosomie, a jego specyficzna lokalizacja to 7p14-p13. W obrębie genu znajduje się 26 eksonów.
Białko
Gen ten koduje podjednostkę, która katalizuje oksydacyjną dekarboksylację alfa-ketoglutaranu do sukcynylo-CoA w jego miejscu aktywnym w czwartym etapie cyklu kwasu cytrynowego, działając jako zasada ułatwiająca dekarboksylację. Uważa się, że głównymi resztami odpowiedzialnymi za katalizę są His 260, Phe 227, Gln685, His 729, Ser302 i His 298.
Funkcjonować
Gen ten koduje jedną podjednostkę kompleksu dehydrogenazy 2-oksoglutaranowej . Kompleks ten katalizuje całkowitą konwersję 2-oksoglutaranu (alfa-ketoglutaranu) do sukcynylo-CoA i CO2 podczas cyklu kwasu cytrynowego . Białko znajduje się w macierzy mitochondrialnej i wykorzystuje pirofosforan tiaminy jako kofaktor. Cały kompleks sprzyja katalizie, utrzymując substraty niezbędne do reakcji blisko enzymu, tworząc w ten sposób sytuację, w której jest bardziej prawdopodobne, że substrat będzie miał korzystną konformację i orientację. Enzym ten jest również częścią większego kompleksu wieloenzymatycznego, który kieruje półproduktami w katalizie między podjednostkami kompleksu, minimalizując w ten sposób niepożądane reakcje uboczne. Podjednostki nie tylko przewożą produkty tam iz powrotem, ale każda z podjednostek w homodimerze E1o jest połączona przez wnękę wyłożoną resztami kwasowymi, zwiększając w ten sposób zdolność dimeru do działania jako zasada. Orientacja wnęki pozwala na bezpośrednie przeniesienie półproduktu do podjednostki E2o.
Mechanizm
Uważa się, że białko kodowane przez OGDH ma jedno miejsce aktywne. Enzym wymaga również dwóch kofaktorów, aby mógł prawidłowo funkcjonować, difosforanu tiaminy i dwuwartościowego jonu magnezu. Specyficzny mechanizm działania podjednostki jest obecnie nieznany; istnieje jednak kilka teorii na temat tego, jak to działa, wśród nich jest teoria Hexa Uni Ping Pong. Chociaż mechanizm nie jest w pełni znany, dane kinetyczne zostały obliczone i przedstawiają się następująco: Km wynosi 0,14 ± 0,04 mM, a Vmax wynosi 9 ± 3 μmol/(min*mg).
Rozporządzenie
Ta podjednostka, znana jako E1o, katalizuje etap ograniczający szybkość w cyklu kwasu cytrynowego i leży daleko od równowagi; całkowita zmiana energii swobodnej Gibbsa wynosi ΔG = −33 kJ/mol. Znaczna zmiana energii sprawia, że jest to kluczowy punkt regulacji nie tylko cyklu kwasu cytrynowego, ale także całego oddychania komórkowego . Jako taki, E10 jest hamowany zarówno przez NADH, jak i sukcynylo-CoA poprzez niekonkurencyjne hamowanie sprzężenia zwrotnego.
Znaczenie kliniczne
Uważa się, że wrodzony niedobór aktywności dehydrogenazy 2-oksoglutaranowej prowadzi do hipotonii , kwasicy metabolicznej i hiperlaktatemii . Charakteryzuje się gromadzeniem się substancji chemicznej zwanej kwasem mlekowym w organizmie i różnymi problemami neurologicznymi. Objawy przedmiotowe i podmiotowe tego stanu zwykle pojawiają się wkrótce po urodzeniu i mogą się znacznie różnić u osób dotkniętych chorobą. Najczęstszą cechą jest potencjalnie zagrażające życiu nagromadzenie kwasu mlekowego (kwasica mleczanowa), które może powodować nudności, wymioty, poważne problemy z oddychaniem i nieprawidłowe bicie serca. Osoby z niedoborem dehydrogenazy pirogronianowej zwykle mają również problemy neurologiczne. Większość ma opóźniony rozwój zdolności umysłowych i zdolności motorycznych, takich jak siedzenie i chodzenie. Inne problemy neurologiczne mogą obejmować niepełnosprawność intelektualną, drgawki, słabe napięcie mięśniowe (hipotonię), słabą koordynację i trudności w chodzeniu. Niektóre osoby dotknięte chorobą mają nieprawidłowe struktury mózgu, takie jak niedorozwój tkanki łączącej lewą i prawą połowę mózgu (ciało modzelowate), zanik (atrofia) zewnętrznej części mózgu zwanej korą mózgową lub obszary uszkodzonych tkanki (zmiany chorobowe) w niektórych częściach mózgu. Z powodu poważnych skutków zdrowotnych wiele osób z niedoborem dehydrogenazy pirogronianowej nie przeżywa dzieciństwa, chociaż niektóre mogą dożyć okresu dojrzewania lub dorosłości.
Interaktywna mapa szlaków
Kliknij geny, białka i metabolity poniżej, aby przejść do odpowiednich artykułów.
Dalsza lektura
- Shi Q, Chen HL, Xu H, Gibson GE (marzec 2005). „Redukcja podjednostki E2k kompleksu dehydrogenazy alfa-ketoglutaranowej ma skutki niezależne od złożonej aktywności” . Journal of Biological Chemistry . 280 (12): 10888–96. doi : 10.1074/jbc.M409064200 . PMID 15649899 .
- Rual JF, Venkatesan K, Hao T, Hirozane-Kishikawa T, Dricot A, Li N, Berriz GF, Gibbons FD, Dreze M, Ayivi-Guedehoussou N, Klitgord N, Simon C, Boxem M, Milstein S, Rosenberg J, Goldberg DS, Zhang LV, Wong SL, Franklin G, Li S, Albala JS, Lim J, Fraughton C, Llamosas E, Cevik S, Bex C, Lamesch P, Sikorski RS, Vandenhaute J, Zoghbi HY, Smolyar A, Bosak S, Sequerra R, Doucette-Stamm L, Cusick ME, Hill DE, Roth FP, Vidal M (październik 2005). „W kierunku mapy w skali proteomu sieci interakcji białko-białko człowieka”. Natura . 437 (7062): 1173-8. Bibcode : 2005Natur.437.1173R . doi : 10.1038/natura04209 . PMID 16189514 . S2CID 4427026 .
- Reed LJ, Hackert ML (czerwiec 1990). „Zależności struktura-funkcja w acylotransferazach dihydrolipoamidu” . Journal of Biological Chemistry . 265 (16): 8971–4. doi : 10.1016/S0021-9258(19)38795-2 . PMID 2188967 .
- Centrum Sangera; Washington University Genome Sequencing Center, The (listopad 1998). „Ku pełnej sekwencji ludzkiego genomu” . Badania genomu . 8 (11): 1097–108. doi : 10.1101/gr.8.11.1097 . PMID 9847074 .
- Bonaldo MF, Lennon G, Soares MB (wrzesień 1996). „Normalizacja i odejmowanie: dwa podejścia ułatwiające odkrywanie genów” . Badania genomu . 6 (9): 791–806. doi : 10.1101/gr.6.9.791 . PMID 8889548 .
- Koike K (lipiec 1995). „Gen kodujący ludzką dehydrogenazę 2-oksoglutaranową: organizacja strukturalna i mapowanie do chromosomu 7p13-p14”. gen . 159 (2): 261-6. doi : 10.1016/0378-1119(95)00086-L . PMID 7622061 .
- 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 (styczeń 2006 ). „Zróżnicowanie modulacji transkrypcji: identyfikacja i charakterystyka na dużą skalę przypuszczalnych alternatywnych promotorów ludzkich genów” . Badania genomu . 16 (1): 55–65. doi : 10.1101/gr.4039406 . PMC 1356129 . PMID 16344560 .
- McCartney RG, Rice JE, Sanderson SJ, Bunik V, Lindsay H, Lindsay JG (wrzesień 1998). „Interakcje podjednostek w kompleksie dehydrogenazy alfa-ketoglutaranu ssaków. Dowody na bezpośrednie powiązanie składników dehydrogenazy alfa-ketoglutaranu i dehydrogenazy dihydrolipoamidu” . Journal of Biological Chemistry . 273 (37): 24158–64. doi : 10.1074/jbc.273.37.24158 . PMID 9727038 .
- van Bever Y, Balemans W, Duval EL, Jespers A, Eyskens F, van Hul W, Courtens W (kwiecień 2007). „Wykluczenie OGDH i BMP4 jako genów kandydujących u dwojga rodzeństwa z autosomalnym recesywnym zespołem DOOR”. American Journal of Medical Genetics Część A. 143A (7): 763–7. doi : 10.1002/ajmg.a.31641 . PMID 17343268 . S2CID 11529600 .
- Habelhah H, Laine A, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Gershwin ME, Bowtell DD, Ronai Z (grudzień 2004). „Regulacja stabilności dehydrogenazy 2-oksoglutaranu (alfa-ketoglutaranu) przez ligazę ubikwitynową palca RING Siah” . Journal of Biological Chemistry . 279 (51): 53782–8. doi : 10.1074/jbc.M410315200 . PMID 15466852 .
Ten artykuł zawiera tekst z Narodowej Biblioteki Medycznej Stanów Zjednoczonych , która jest własnością publiczną .