stringtranslate.com

Биоптерин

Биоптерины — это производные птерина , которые функционируют как эндогенные кофакторы ферментов у многих видов животных, а также у некоторых бактерий и грибов. Прототипическим соединением этого класса является биоптерин (6-(1,2-дигидроксипропил)-птерин), как показано в информационном поле. Биоптерины действуют как кофакторы для гидроксилаз ароматических аминокислот (AAAH), которые участвуют в синтезе ряда нейротрансмиттеров, включая дофамин , норадреналин , адреналин и серотонин , а также несколько следовых аминов . Синтез оксида азота также использует производные биоптерина в качестве кофакторов. У людей тетрагидробиоптерин (BH4) является эндогенным кофактором для ферментов AAAH.

Как и птерины в целом, биоптерины проявляют таутомерию . Другими словами, существует ряд форм, которые легко взаимопревращаются, отличаясь размещением атомов водорода. Поэтому описания химической структуры могут различаться в разных источниках. [1]

Соединения

Биоптериновые соединения, обнаруженные в организме животных, включают BH4 , свободный радикал [2] BH3• и полуокисленную форму BH2 . Полностью окисленная форма, т.е. собственно «биоптерин», имеет небольшое биологическое значение.

Бактерии производят несколько уникальных гликозидов биоптерина (и других птеринов), используя специфическую BPt глюкозилтрансферазу. Они могут иметь функцию защиты от УФ-излучения . [3]

Биосинтез

BH4 является основным активным кофактором. Синтез BH4 происходит двумя основными путями: путь de novo включает три ферментативных этапа и исходит из GTP , в то время как путь спасения преобразует сепиаптерин в BH4 с использованием дигидрофолатредуктазы . [4] Кроме того, BH2 перерабатывается в BH4 дигидробиоптеринредуктазой .

В пути de novo GTP преобразуется в 7,8-дигидронеоптеринтрифосфат с помощью GTP-циклогидролазы I (GTPCH-1, FolE ), которая расширяет имидазольное кольцо в GTP на один атом углерода. Промежуточное соединение преобразуется в 6-пирувоил-5,6,7,8-тетрагидроптерин с помощью 6-пирувоилтетрагидроптеринсинтазы , которая удаляет фосфат и производит дикетон (пирувоил) заместитель. Заключительная стадия опосредована сепиаптеринредуктазой . [5]

этап биосинтеза дигидронеоптерина из ГТФ.

Биоптериновые расстройства

Существует ряд нарушений регуляции биоптерина.

Дефекты одного гена, влияющие на ген GCH1, блокируют первый этап синтеза биоптерина и приводят к дистонии, реагирующей на дофамин , также известной как синдром Сегавы. Это связано с ролью BH4 в синтезе нейротрансмиттеров, включая дофамин, и лечится добавлением леводопы , которая не требует BH4 для преобразования в дофамин. Дефекты GCH1 являются аутосомно-доминантными, что означает, что для возникновения состояния требуется только одна дефектная копия гена. Модели нокаута гена у мышей, которые полностью блокируют синтез биоптерина, умирают вскоре после рождения из-за неспособности вырабатывать катехоламины и нейротрансмиттеры. [6]

Нарушения синтеза биоптерина также являются причиной гиперфенилаланинемии; метаболизм фенилаланина требует BH4 в качестве кофактора. [7]

В психиатрии предполагается, что дисбаланс концентрации биоптерина связан с расстройствами настроения, в частности с депрессией. [8]

Ссылки

  1. ^ Benkovic, Stephen J.; Sammons, Douglas; Armarego, Wilfred LF; Waring, Paul; Inners, Ruth (июнь 1985 г.). «Таутомерная природа хиноноида 6,7-диметил-7,8-дигидро-6H-птерина в водном растворе: исследование ЯМР азота-15». Журнал Американского химического общества . 107 (12): 3706–3712. doi :10.1021/ja00298a048.
  2. ^ Кузкая, Н.; Вайсманн, Н.; Харрисон, Д.Г.; Дикалов, С. (2003). «Взаимодействие пероксинитрита, тетрагидробиоптерина, аскорбиновой кислоты и тиолов: значение для разобщения эндотелиальной синтазы оксида азота». Журнал биологической химии . 278 (25): 22546–54. doi : 10.1074/jbc.M302227200 . PMID  12692136.
  3. ^ Фейрер, Натан; Фукуа, Клей (1 мая 2017 г.). «Функция птерина у бактерий» (PDF) . Птеридины . 28 (1): 23–36. doi : 10.1515/pterid-2016-0012. S2CID  91132135.
  4. ^ Никол, CA; Ли, CL; Эдельштейн, MP; Чао, JY; Дач, DS (1983). «Биосинтез тетрагидробиоптерина de novo и путями спасения в экстрактах мозгового вещества надпочечников, культурах клеток млекопитающих и мозге крыс in vivo». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 80 (6): 1546–50. Bibcode : 1983PNAS...80.1546N. doi : 10.1073 /pnas.80.6.1546 . PMC 393638. PMID  6572916. 
  5. ^ Вернер, Эрнст Р.; Блау, Ненад; Тёни, Бит (2011). «Тетрагидробиоптерин: биохимия и патофизиология». Биохимический журнал . 438 (3): 397–414. doi :10.1042/BJ20110293. PMID  21867484.
  6. ^ Elzaouk, L; Leimbacher, W; Turri, M; Ledermann, B; Burki, K; Blau, N; Thony, B (2003). «Карликовость и низкий уровень инсулиноподобного фактора роста-1 из-за истощения дофамина у мышей Pts-/-, спасенных кормлением предшественниками нейротрансмиттеров и H4-биоптерином». Журнал биологической химии . 278 (30): 28303–11. doi : 10.1074/jbc.M303986200 . PMID  12734191.
  7. ^ "Тетрагидробиоптерин". Архивировано из оригинала 2007-06-29 . Получено 2007-06-07 .
  8. ^ Кавалери и др. Концентрация неоптерина и биоптерина в крови у субъектов с депрессией: систематический обзор и метаанализ. Прогресс в нейропсихофармакологии и биологической психиатрии 2022. http://dx.doi.org/10.1016/j.pnpbp.2022.110633

Внешние ссылки

WiseGeek. (2012). Что такое биоптерин?. Получено с http://www.wisegeek.com/what-is-biopterin.htm