Адренодоксинредуктаза

Белкокодирующий ген у вида Homo sapiens

Адренодоксинредуктаза (название по номенклатуре ферментов: адренодоксин-НАДФ+редуктаза , EC 1.18.1.6) была впервые выделена из коры надпочечников крупного рогатого скота, где она действует как первый фермент в митохондриальной системе P450, который катализирует важные этапы биосинтеза стероидных гормонов. ^{[5] [6]} Исследование полных последовательностей генома показало, что ген адренодоксинредуктазы присутствует у большинства многоклеточных животных и прокариот. ^[7]

Номенклатура

Название фермента было придумано на основе его функции по восстановлению белка переноса электронов [2Fe-2S] (2 железа, 2 серы), который был назван адренодоксином . Позже, в некоторых исследованиях, фермент также называли «ферредоксинредуктазой», поскольку адренодоксин является ферредоксином. В номенклатуре генов человека стандартное название — ферредоксинредуктаза, а символ — FDXR, а ADXR указан как синоним.

Присвоение названия «ферредоксинредуктаза» подверглось критике как неправильное употребление, поскольку определение структуры адренодоксинредуктазы показало, что она полностью отличается от структуры растительной ферредоксинредуктазы и между этими двумя ферментами нет гомологии. ^{[8] [9] [10]} Поскольку в обоих семействах, а также в новых семействах обнаружено больше белков с ферроксолин-восстанавливающей активностью, эта ферментативная активность теперь рассматривается как пример конвергентной эволюции . ^{[11] [12]}

Функция

Адренодоксинредуктаза является флавопротеином , поскольку несет кофермент типа FAD . Фермент действует как первый белок-переносчик электронов митохондриальных систем P450, таких как P450scc . ^[6] Коэнзим FAD получает два электрона от НАДФН и передает их по одному белку переноса электронов адренодоксину . ^[13] Адренодоксин действует как мобильный челнок, который переносит электроны между ADXR и митохондриальными P450. ^[14]

Он катализирует следующую реакцию:

НАДФН + 2 окисленный адренодоксин —→ 2 восстановленный адренодоксин + НАДФ ⁺ + Н ⁺

Генная структура

кДНК адренодоксинредуктазы была впервые клонирована в 1987 году. ^[15] И в геноме быка, и в геноме человека существует только одна копия гена. ^{[15] [16]}

Места самовыражения

Ген ADXR экспрессируется во всех тканях, имеющих митохондриальные P450. Самые высокие уровни фермента обнаруживаются в коре надпочечников, гранулезных клетках яичника и клетках Лейдига яичек, которые специализируются на синтезе стероидных гормонов. ^{[6] [17]} Иммунофлуоресцентное окрашивание показывает, что фермент локализован в митохондриях. ^[18] Фермент также экспрессируется в печени, почках и плаценте.

Структура фермента

Адренодоксинредуктаза имеет два домена, которые отдельно связывают НАДФН и ФАД. ^[7] Сайты связывания FAD и NADP фермента были предсказаны с помощью анализа последовательности фермента. ^[19]

Хотя сайт связывания FAD имеет консенсусную последовательность (Gly-x-Gly-xx-Gly), которая похожа на другие складки Россмана в сайтах связывания FAD и NAD, ^[20] консенсусная последовательность сайта связывания NADPH отличается от FAD-связывающего сайта. сайт путем замены последнего Gly на аланин (Gly-x-Gly-xx-Ala). ^{[19] [7]} Расположение этих сайтов связывания FAD и NADP было подтверждено кристаллической структурой фермента. ^[10]

Рекомендации

1. GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000161513 — Ensembl , май 2017 г.
2. GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000018861 — Ensembl , май 2017 г.
3. "Ссылка на Human PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
4. "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
5. Омура Т., Сандерс Э., Эстабрук Р.В., Купер Д.Ю., Розенталь О. (декабрь 1966 г.). «Выделение из коры надпочечников негемового белка железа и флавопротеина, функционального как восстановленная трифосфопиридиннуклеотид-цитохром P-450 редуктаза». Архив биохимии и биофизики . 117 (3): 660–673. дои : 10.1016/0003-9861(66)90108-1.
6. Ханукоглу I (декабрь 1992 г.). «Стероидогенные ферменты: структура, функции и роль в регуляции биосинтеза стероидных гормонов». Журнал биохимии стероидов и молекулярной биологии . 43 (8): 779–804. дои : 10.1016/0960-0760(92)90307-5. PMID  22217824. S2CID  112729.
7. Ханукоглу I (2017). «Сохранение фермент-коферментных интерфейсов в FAD и НАДФ-связывающем адренодоксинредуктазе-повсеместном ферменте». Журнал молекулярной эволюции . 85 (5): 205–218. Бибкод : 2017JMolE..85..205H. дои : 10.1007/s00239-017-9821-9. PMID  29177972. S2CID  7120148.
8. Ханукоглу I (1996). «Белки-переносчики электронов систем цитохрома Р450». Физиологические функции цитохрома P450 в отношении структуры и регуляции (PDF) . Достижения молекулярной и клеточной биологии. Том. 14. С. 29–55. дои : 10.1016/S1569-2558(08)60339-2. ISBN 9780762301133. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
9. Циглер Г.А., Вонрейн С., Ханукоглу И., Шульц Г.Е. (июнь 1999 г.). «Структура адренодоксинредуктазы митохондриальных систем P450: перенос электронов для биосинтеза стероидов». Журнал молекулярной биологии . 289 (4): 981–90. дои : 10.1006/jmbi.1999.2807. ПМИД  10369776.
10. Циглер Г.А., Шульц Г.Е. (2000). «Кристаллические структуры адренодоксинредуктазы в комплексе с НАДФ + и НАДФН, предполагающие механизм переноса электронов семейства ферментов». Биохимия . 39 (36): 10986–95. дои : 10.1021/bi000079k. ПМИД  10998235.
11. Аливерти А., Пандини В., Пеннати А., де Роза М., Занетти Г. (июнь 2008 г.). «Структурное и функциональное разнообразие ферредоксин-НАДФ (+) редуктаз». Архив биохимии и биофизики . 474 (2): 283–91. дои : 10.1016/j.abb.2008.02.014. hdl : 2434/41439 . ПМИД  18307973.
12. Спаанс СК, Веустуис Р.А., ван дер Ост Дж, Кенген СВ (2015). «НАДФН-генерирующие системы у бактерий и архей». Границы микробиологии . 6 : 742. дои : 10.3389/fmicb.2015.00742 . ПМЦ 4518329 . ПМИД  26284036. 
13. Ламбет JD, Камин Х (июль 1976 г.). «Адренодоксинредуктаза. Свойства комплексов восстановленного фермента с НАДФ+ и НАДФН». Журнал биологической химии . 251 (14): 4299–306. дои : 10.1016/S0021-9258(17)33296-9 . ПМИД  6475.
14. Ханукоглу I, Джефкоат CR (апрель 1980 г.). «Митохондриальный цитохром P-450scc. Механизм транспорта электронов адренодоксином» (PDF) . Журнал биологической химии . 255 (7): 3057–61. дои : 10.1016/S0021-9258(19)85851-9 . ПМИД  6766943.
15. Ханукоглу I, Гутфингер Т, Ханиу М, Шивели Дж. Э. (декабрь 1987 г.). «Выделение кДНК адренодоксинредуктазы (ферредоксин-НАДФ + редуктаза). Значение для митохондриальных систем цитохрома P-450». Европейский журнал биохимии . 169 (3): 449–455. дои : 10.1111/j.1432-1033.1987.tb13632.x . ПМИД  3691502.
16. Солиш С.Б., Пикадо-Леонард Дж., Морель Ю., Кун Р.В., Мохандас Т.К., Ханукоглу I, Миллер В.Л. (октябрь 1988 г.). «Человеческая адренодоксинредуктаза: две мРНК, кодируемые одним геном на хромосоме 17cen----q25, экспрессируются в стероидогенных тканях». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 85 (19): 7104–7108. Бибкод : 1988PNAS...85.7104S. дои : 10.1073/pnas.85.19.7104 . ПМК 282132 . ПМИД  2845396. 
17. Ханукоглу I, Ханукоглу Z (май 1986 г.). «Стехиометрия митохондриальных цитохромов P-450, адренодоксин и адренодоксинредуктаза в коре надпочечников и желтом теле. Значение для мембранной организации и регуляции генов». Европейский журнал биохимии . 157 (1): 27–31. дои : 10.1111/j.1432-1033.1986.tb09633.x . ПМИД  3011431.
18. Ханукоглу I, Сух Б.С., Химмельхох С., Амстердам А (октябрь 1990 г.). «Индукция и митохондриальная локализация ферментов системы цитохрома P450scc в нормальных и трансформированных клетках гранулезы яичников». Журнал клеточной биологии . 111 (4): 1373–81. дои : 10.1083/jcb.111.4.1373. ПМК 2116250 . ПМИД  2170421. 
19. Ханукоглу I, Гутфингер Т (март 1989 г.). «Последовательность кДНК адренодоксинредуктазы. Идентификация сайтов связывания НАДФ в оксидоредуктазах». Европейский журнал биохимии . 180 (2): 479–84. дои : 10.1111/j.1432-1033.1989.tb14671.x . ПМИД  2924777.
20. Ханукоглу I (2015). «Протеопедия: складка Россмана: бета-альфа-бета-складка в сайтах связывания динуклеотидов». Биохим Мол Биол Образование . 43 (3): 206–209. дои : 10.1002/bmb.20849 . PMID  25704928. S2CID  11857160.

Внешние ссылки

• Расположение генома FDXR человека и страница сведений о гене FDXR в браузере генома UCSC .

дальнейшее чтение

• Спаркс Р.С., Клисак И., Миллер В.Л. (июнь 1991 г.). «Региональное картирование генов, кодирующих стероидогенные ферменты человека: P450scc до 15q23-q24, адренодоксин до 11q22; адренодоксинредуктаза до 17q24-q25; и P450c17 до 10q24-q25». ДНК и клеточная биология . 10 (5): 359–65. дои : 10.1089/dna.1991.10.359. ПМИД  1863359.
• Коглан В.М., Викери Л.Е. (октябрь 1991 г.). «Сайт-специфические мутации ферредоксина человека, влияющие на связывание с ферредоксинредуктазой и цитохромом P450scc». Журнал биологической химии . 266 (28): 18606–12. дои : 10.1016/S0021-9258(18)55106-1 . ПМИД  1917982.
• Лин Д., Ши Ю.Ф., Миллер В.Л. (ноябрь 1990 г.). «Клонирование и последовательность гена адренодоксинредуктазы человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 87 (21): 8516–20. Бибкод : 1990PNAS...87.8516L. дои : 10.1073/pnas.87.21.8516 . ПМК  54987 . ПМИД  2236061.
• Усанов С.А., Черноголов А.А., Хонкакоски П., Ланг М., Пассанен М., Раунио Х., Пелконен О. (май 1990 г.). «[Холестерин-гидроксилирующий цитохром Р-450 из митохондрий коры надпочечников быка и плаценты человека: иммунохимические свойства и структурные характеристики]». Биохимия . 55 (5): 865–77. ПМИД  2393675.
• Сасано Х., Сасано Н., Окамото М., Нонака Ю. (май 1989 г.). «Иммуногистохимическая демонстрация адренодоксинредуктазы в надпочечниках крупного рогатого скота и человека». Патология, исследования и практика . 184 (5): 473–9. дои : 10.1016/s0344-0338(89)80137-2. ПМИД  2748461.
• Усанов С.А., Хонкакоски П., Ланг М.А., Пасанен М., Пелконен О., Раунио Х. (октябрь 1989 г.). «Сравнение иммунохимических свойств ферментного комплекса расщепления боковой цепи холестерина плаценты человека и бычьего надпочечника». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология . 998 (2): 189–95. дои : 10.1016/0167-4838(89)90272-0. ПМИД  2790061.
• Маруяма К., Сугано С. (январь 1994 г.). «Олиго-кэпирование: простой метод замены кэп-структуры эукариотических мРНК олигорибонуклеотидами». Джин . 138 (1–2): 171–4. дои : 10.1016/0378-1119(94)90802-8. ПМИД  8125298.
• Сузуки Ю, Ёситомо-Накагава К, Маруяма К, Суяма А, Сугано С (октябрь 1997 г.). «Создание и характеристика библиотеки кДНК, обогащенной по полной длине и по 5'-концу». Джин . 200 (1–2): 149–56. дои : 10.1016/S0378-1119(97)00411-3. ПМИД  9373149.
• Мюллер Дж. Дж., Лапко А., Буренков Г., Рукпаул К., Хайнеманн У. (январь 2001 г.). «Структура комплекса адренодоксинредуктаза-адренодоксин предполагает путь переноса электронов при биосинтезе стероидов». Журнал биологической химии . 276 (4): 2786–9. дои : 10.1074/jbc.M008501200 . ПМИД  11053423.
• Гонсалес М.И., Робинс Д.М. (март 2001 г.). «Oct-1 преимущественно взаимодействует с андрогенными рецепторами ДНК-зависимым образом, что облегчает рекрутирование SRC-1». Журнал биологической химии . 276 (9): 6420–8. дои : 10.1074/jbc.M008689200 . ПМИД  11096094.
• Таки RC, Headlam MJ (июнь 2002 г.). «Плацентарный цитохром P450scc (CYP11A1): сравнение каталитических свойств в условиях ограничения и насыщения адренодоксинредуктазы». Журнал биохимии стероидов и молекулярной биологии . 81 (2): 153–8. дои : 10.1016/S0960-0760(02)00058-4. PMID  12137805. S2CID  44273641.
• Лю Г, Чен Икс (октябрь 2002 г.). «Ген ферредоксинредуктазы регулируется семейством р53 и повышает чувствительность клеток к апоптозу, вызванному окислительным стрессом». Онкоген . 21 (47): 7195–204. дои : 10.1038/sj.onc.1205862 . ПМИД  12370809.
• Арайя З., Хоссейнпур Ф., Бодин К., Виквалл К. (июнь 2003 г.). «Метаболизм 25-гидроксивитамина D3 микросомальными и митохондриальными 25-гидроксилазами витамина D3 (CYP2D25 и CYP27A1): новая реакция с помощью CYP27A1». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Молекулярная и клеточная биология липидов . 1632 (1–3): 40–7. дои : 10.1016/S1388-1981(03)00062-3. ПМИД  12782149.
• Тибуто Д., Джабара С., Макаллистер Дж. М., Сивараджа А., Гиллиланд К., Конг З., Клоусон Г. (июнь 2003 г.). «Кожа человека представляет собой стероидогенную ткань: стероидогенные ферменты и кофакторы экспрессируются в эпидермисе, нормальных себоцитах и ​​линии иммортализованных себоцитов (SEB-1)». Журнал исследовательской дерматологии . 120 (6): 905–14. дои : 10.1046/j.1523-1747.2003.12244.x . ПМИД  12787114.
• Кимура К, Вакамацу А, Сузуки Ю, Ота Т, Нисикава Т, Ямасита Р, Ямамото Дж, Секинэ М, Цуритани К, Вакагури Х, Исии С, Сугияма Т, Сайто К, Исоно Ю, Ириэ Р, Кусида Н, Ёнеяма Т , Оцука Р, Канда К, Ёкой Т, Кондо Х, Вагацума М, Муракава К, Исида С, Исибаши Т, Такахаси-Фудзи А, Танасе Т, Нагай К, Кикучи Х, Накаи К, Исогай Т, Сугано С (январь 2006 г.) ). «Диверсификация транскрипционной модуляции: крупномасштабная идентификация и характеристика предполагаемых альтернативных промоторов генов человека». Геномные исследования . 16 (1): 55–65. дои : 10.1101/гр.4039406. ПМК  1356129 . ПМИД  16344560.