Бета-каротин 15,15'-диоксигеназа

В энзимологии бета-каротин 15,15'-диоксигеназа ( EC 1.13.11.63) — это фермент с систематическим названием бета - каротин:кислород 15,15'-диоксигеназа (расщепление связей) . ^[5]^[6] У человека он кодируется геном BCO1 . Этот фермент катализирует следующую химическую реакцию

бета-каротин + O ₂ → 2 полностью транс -ретиналь

Это реакция расщепления, которая расщепляет β-каротин , использует молекулярный кислород, усиливается присутствием желчных солей и тироксина и генерирует две молекулы ретиналя . У людей фермент присутствует в тонком кишечнике и печени. ^[7] Диоксигеназа также асимметрично расщепляет бета-криптоксантин , транс -β-апо-8'-каротиналь , бета-4'-апо-β-каротиналь, альфа-каротин и гамма-каротин в порядке убывания, создавая одну молекулу ретиналя, все они являются субстратами с углеродной цепью больше C30 _, с по крайней мере одним незамещенным β-иононовым кольцом. ^[8]

Этот фермент принадлежит к (ферментативно-определенному) семейству оксидоредуктаз , в частности, к тем, которые действуют на парных донорах, с O ₂ в качестве окислителя и включением или восстановлением кислорода. Родственный фермент - β-каротин 15,15'-монооксигеназа, кодируемая геном BCMO1, которая симметрично расщепляет β-каротин на две молекулы ретиналя. ^[9]^[10]

В целом, плотоядные животные плохо преобразуют иононсодержащие каротиноиды, а у чистых плотоядных животных, таких как кошки, отсутствуют бета-каротин 15,15'-диоксигеназа и бета-каротин 15,15'-монооксигеназа, и они не могут преобразовывать каротиноиды в ретиналь, в результате чего ни один из каротиноидов не является формой витамина А для этих видов. Они должны иметь заранее сформированный витамин А в своем рационе. ^[11]

Бета-каротин 15,15'-диоксигеназа принадлежит к (определенному по сходству) семейству каротиноидных оксигеназ ( InterPro : IPR004294 ). Ферменты этого семейства содержат активный центр Fe2 ⁺ , обычно координируемый четырьмя остатками His. ^{[ необходима цитата ]}

Ссылки

^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000135697 – Ensembl , май 2017 г.
^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000031845 – Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Kim YS, Kim NH, Yeom SJ, Kim SW, Oh DK (июнь 2009 г.). «In vitro характеристика рекомбинантного белка Blh из некультивируемой морской бактерии как бета-каротин 15,15'-диоксигеназы». Журнал биологической химии . 284 (23): 15781–93. doi : 10.1074/jbc.M109.002618 . PMC 2708875. PMID 19366683 .
^ Kim YS, Park CS, Oh DK (июль 2010 г.). «Производство сетчатки из бета-каротина бета-каротин 15,15'-диоксигеназой из некультивируемой морской бактерии». Biotechnology Letters . 32 (7): 957–61. doi :10.1007/s10529-010-0239-3. PMID 20229064. S2CID 2347505.
^ В течение A, Smith MK, Piper JB, Smith JC (ноябрь 2001 г.). «активность бета-каротин 15,15'-диоксигеназы в тканях и клетках человека: свидетельство зависимости от железа». Журнал пищевой биохимии . 12 (11): 640–647. doi :10.1016/s0955-2863(01)00184-x. PMID 12031257.
^ Kim YS, Oh DK (март 2009). «Субстратная специфичность рекомбинантной куриной бета-каротин 15,15'-монооксигеназы, которая преобразует бета-каротин в ретиналь». Biotechnology Letters . 31 (3): 403–8. doi :10.1007/s10529-008-9873-4. PMID 18979213. S2CID 21220270.
^ Wu L, Guo X, Wang W, Medeiros DM, Clarke SL, Lucas EA, Smith BJ, Lin D (ноябрь 2016 г.). «Молекулярные аспекты β, β-каротин-9', 10'-оксигеназы 2 в метаболизме каротиноидов и заболеваниях». Exp Biol Med (Maywood) . 241 (17): 1879–87. doi :10.1177/1535370216657900. PMC 5068469 . PMID 27390265.
^ von Lintig J (ноябрь 2012 г.). «Метаболизм и функции провитамина А в биологии млекопитающих». Am J Clin Nutr . 96 (5): 1234S–44S. doi :10.3945/ajcn.112.034629. PMC 3471205. PMID 23053549 .
^ Грин AS, Фаскетти AJ (2016). «Удовлетворение потребности в витамине А: эффективность и важность β-каротина у животных». ScientificWorldJournal . 2016 : 7393620. doi : 10.1155/2016/7393620 . PMC 5090096. PMID 27833936 .