Протопорфириногеноксидаза

Протопорфириногеноксидаза или протокс — это фермент , который у человека кодируется геном PPOX . ^{[5] [6] [7]}

Протопорфириногеноксидаза отвечает за седьмой этап биосинтеза протопорфирина IX . Этот порфирин является предшественником гемоглобина , переносчика кислорода у животных, и хлорофилла, красителя у растений. Фермент катализирует дегидрирование (удаление атомов водорода ) протопорфириногена IX (продукт шестого этапа производства гема) с образованием протопорфирина IX. Еще один фермент должен модифицировать протопорфирин IX, прежде чем он станет гемом. Ингибирование этого фермента является стратегией, используемой в некоторых гербицидах .

Ген

Ген PPOX расположен на длинном (q) плече хромосомы 1 в положении 22, от пары оснований 157 949 266 до пары оснований 157 954 082.

Функция

Этот ген кодирует предпоследний фермент биосинтеза гема, который катализирует 6-электронное окисление протопорфириногена IX с образованием протопорфирина IX . Этот белок представляет собой флавопротеин, связанный с внешней поверхностью внутренней мембраны митохондрий . ^[7]

Путь биосинтеза гема

Следующие гены кодируют ферменты, которые катализируют различные этапы пути биосинтеза гема :

• ALAD : аминолевулинат, дельта-, дегидратаза.
• ALAS1 : аминолевулинат, дельта-, синтаза 1
• ALAS2 : аминолевулинат, дельта-, синтаза 2 (сидеробластная/гипохромная анемия)
• CPOX : копропорфириногеноксидаза.
• FECH : феррохелатаза (протопорфирия)
• HMBS : гидроксиметилбилансинтаза
• PPOX : протопорфириногеноксидаза
• UROD : уропорфириноген декарбоксилаза.
• UROS : синтаза уропорфириногена III (врожденная эритропоэтическая порфирия)

Клиническое значение

Вариегатная порфирия вызвана мутациями в гене PPOX. В гене PPOX выявлено более 100 мутаций, которые могут вызывать вариегатную порфирию. Одна мутация, замена аминокислоты триптофана на аргинин в положении 59 (также обозначаемая как Arg59Trp или R59W), обнаруживается примерно в 95 процентах южноафриканских семей с пестролистной порфирией. Мутации в гене PPOX снижают активность фермента, вырабатываемого этим геном, позволяя побочным продуктам производства гема накапливаться в организме. Это накопление в сочетании с негенетическими факторами (такими как некоторые лекарства, алкоголь и диета) вызывает этот тип порфирии.

Ингибиторы как гербициды

Ингибирование протопорфириногеноксидазы является механизмом действия нескольких коммерческих гербицидов, включая нитрофениловые эфиры ацифлуорфен и фомесафен , а также пиримидиндионы бутафенацил и сафлуфенацил . Видимыми симптомами лечения являются хлороз и высыхание . Повреждение вызвано накоплением протопорфирина IX в растительных клетках за счет ингибирования протокса в пути биосинтеза тетрапиррола. ^[8] Это мощный фотосенсибилизатор , который активирует кислород, что приводит к перекисному окислению липидов . Для этого процесса, чтобы убить растение, необходимы и свет, и кислород. ^{[9] [10] [11]}

Смотрите также

• Порфирин

Рекомендации

1. GRCh38: выпуск Ensembl 89: ENSG00000143224 - Ensembl , май 2017 г.
2. GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000062729 - 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. Такетани С., Инадзава Дж., Абэ Т., Фурукава Т., Коно Х., Токунага Р. и др. (октябрь 1995 г.). «Ген протопорфириногеноксидазы человека (PPOX): организация и расположение на хромосоме 1». Геномика . 29 (3): 698–703. дои : 10.1006/geno.1995.9949. ПМИД  8575762.
6. Фрэнк Дж., МакГрат Дж.А., По-Фицпатрик М.Б., Хоук Дж.Л., Кристиано А.М. (июль 1999 г.). «Мутации в кодоне инициации трансляции гена протопорфириногеноксидазы лежат в основе разнообразной порфирии». Клиническая и экспериментальная дерматология . 24 (4): 296–301. дои : 10.1046/j.1365-2230.1999.00484.x. PMID  10457135. S2CID  40509390.
7. «Ген Энтрез: протопорфириногеноксидаза PPOX» .
8. Бжезовский П., Ксас Б., Хаво М., Гримм Б., Шазо М., Пельтье Г. и др. (03.05.2019). «Функция ПРОТОПОРФИРИНОГЕН IX ОКСИДАЗЫ в биосинтезе хлорофилла требует окисленного пластохинона в Chlamydomonas Reinhardtii». Коммуникационная биология . 2 (1): 159. дои : 10.1038/s42003-019-0395-5. ПМК 6499784 . ПМИД  31069268. 
9. Даян Ф.Е., Редди К.Н., Герцог С.О. (1999). «Взаимосвязь структура-активность дифениловых эфиров и других ингибиторов протопорфириногеноксидазы с кислородными мостиками». Перекисные гербициды . стр. 141–161. дои : 10.1007/978-3-642-58633-0_5. ISBN 978-3-642-63674-5.
10. Нагано Э (1999). «Гербицидная эффективность ингибиторов протопорфириногеноксидазы». Перекисные гербициды . стр. 293–302. дои : 10.1007/978-3-642-58633-0_11. ISBN 978-3-642-63674-5.
11. Даян Ф.Е., Герцог С.О. (2010). «Гербициды, ингибирующие протопорфириногеноксидазу». Справочник Хейса по токсикологии пестицидов . стр. 1733–1751. дои : 10.1016/B978-0-12-374367-1.00081-1. ISBN 9780123743671.

дальнейшее чтение

• Старейшина Г.Х. (1998). «Генетические дефекты порфирий: виды и значение». Клиники по дерматологии . 16 (2): 225–33. дои : 10.1016/S0738-081X(97)00202-2. ПМИД  9554235.
• Манели М.Х., Корригалл А.В., Кламп Х.Х., Дэвидс Л.М., Кирш Р.Э., Мейснер П.Н. (август 2003 г.). «Кинетическая и физическая характеристика рекомбинантных протопорфириногеноксидаз дикого типа и мутантных человека». Biochimica et Biophysical Acta (BBA) - Белки и протеомика . 1650 (1–2): 10–21. дои : 10.1016/s1570-9639(03)00186-9. ПМИД  12922165.
• Морган Р.Р., Эррингтон Р., старейшина Г.Х. (январь 2004 г.). «Идентификация последовательностей, необходимых для импорта протопорфириногеноксидазы человека в митохондрии». Биохимический журнал . 377 (Часть 2): 281–7. дои : 10.1042/BJ20030978. ПМЦ  1223874 . ПМИД  14535846.
• Сасса С., Каппас А. (февраль 2000 г.). «Молекулярные аспекты наследственных порфирий». Журнал внутренней медицины . 247 (2): 169–78. дои : 10.1046/j.1365-2796.2000.00618.x . PMID  10692079. S2CID  36820694.
• Нисимура К., Такетани С., Инокучи Х. (апрель 1995 г.). «Клонирование кДНК человека для протопорфириногеноксидазы путем комплементации in vivo мутанта hemG Escherichia coli». Журнал биологической химии . 270 (14): 8076–80. дои : 10.1074/jbc.270.14.8076 . ПМИД  7713909.
• Дейли Т.А., Мейснер П., Дейли Х.А. (январь 1994 г.). «Экспрессия клонированной протопорфириногеноксидазы». Журнал биологической химии . 269 ​​(2): 813–5. дои : 10.1016/S0021-9258(17)42182-X . ПМИД  8288631.
• Дейли Т.А., Дейли Х.А., Мейснер П., Прасад А.Р. (декабрь 1995 г.). «Клонирование, последовательность и экспрессия мышиной протопорфириногеноксидазы». Архив биохимии и биофизики . 324 (2): 379–84. дои : 10.1006/abbi.1995.0051. ПМИД  8554330.
• Мейснер П.Н., Дейли Т.А., Хифт Р.Дж., Зиман М., Корригалл А.В., Робертс А.Г. и др. (май 1996 г.). «Мутация R59W в протопорфириногеноксидазе человека приводит к снижению активности фермента и широко распространена у южноафриканцев с разнообразной порфирией». Природная генетика . 13 (1): 95–7. дои : 10.1038/ng0596-95. PMID  8673113. S2CID  11911664.
• Дейли Т.А., Дейли Х.А. (январь 1996 г.). «Человеческая протопорфириногеноксидаза: экспрессия, очистка и характеристика клонированного фермента». Белковая наука . 5 (1): 98–105. дои : 10.1002/pro.5560050112. ПМЦ  2143237 . ПМИД  8771201.
• Пюи Х., Робре А.М., Розипал Р., Нордманн Ю., Дейбах Дж.К. (сентябрь 1996 г.). «Протопорфириногеноксидаза: полная геномная последовательность и полиморфизмы человеческого гена». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 226 (1): 226–30. дои : 10.1006/bbrc.1996.1337. ПМИД  8806618.
• Дейбах Х.К., Пюи Х., Робро А.М., Ламорил Дж., Да Силва В., Граншан Б., Нордманн Ю. (март 1996 г.). «Мутации в гене протопорфириногеноксидазы у больных разнообразной порфирией». Молекулярная генетика человека . 5 (3): 407–10. дои : 10.1093/hmg/5.3.407 . ПМИД  8852667.
• Лам Х., Драган Л., Цоу Х.К., Мерк Х., Пикок М., Гёрц Г. и др. (январь 1997 г.). «Молекулярная основа разнообразной порфирии: инсерционная мутация de novo в гене протопорфириногеноксидазы». Генетика человека . 99 (1): 126–9. дои : 10.1007/s004390050325. PMID  9003509. S2CID  32134586.
• Дейли Х.А., Дейли Т.А. (февраль 1997 г.). «Характеристика протопорфириногеноксидазы человека в контрольной группе и разнообразных порфириях». Клеточная и молекулярная биология . 43 (1): 67–73. ПМИД  9074790.
• Фрэнк Дж., По-Фицпатрик М.Б., Кинг Л.Е., Кристиано А.М. (август 1998 г.). «Генетическая основа «диеты Скарсдейла для гурманов» разнообразной порфирии: миссенс-мутация в гене протопорфириногеноксидазы». Архив дерматологических исследований . 290 (8): 441–5. дои : 10.1007/s004030050333. PMID  9763307. S2CID  32988570.
• Робертс А.Г., Пуй Х., Дейли Т.А., Морган Р.Р., Уотли С.Д., Дейли Х.А. и др. (ноябрь 1998 г.). «Молекулярная характеристика гомозиготной вариегатной порфирии». Молекулярная генетика человека . 7 (12): 1921–5. дои : 10.1093/hmg/7.12.1921 . ПМИД  9811936.
• Уотли С.Д., Пюи Х., Морган Р.Р., Робро А.М., Робертс А.Г., Нордманн Ю. и др. (октябрь 1999 г.). «Разнообразная порфирия в Западной Европе: идентификация мутаций гена PPOX в 104 семьях, степень аллельной гетерогенности и отсутствие корреляции между фенотипом и типом мутации». Американский журнал генетики человека . 65 (4): 984–94. дои : 10.1086/302586. ПМЦ  1288269 . ПМИД  10486317.
• Сузуки Ю., Исихара Д., Сасаки М., Накагава Х., Хата Х., Цунода Т. и др. (март 2000 г.). «Статистический анализ 5'-нетранслируемой области мРНК человека с использованием библиотек кДНК с олиго-кепками». Геномика . 64 (3): 286–97. дои : 10.1006/geno.2000.6076. ПМИД  10756096.
• Корригалл А.В., Хифт Р.Дж., Дэвидс Л.М., Хэнкок В., Мейснер Д., Кирш Р.Э., Мейснер П.Н. (апрель 2000 г.). «Гомозиготная вариегатная порфирия в Южной Африке: генотипический анализ в двух случаях». Молекулярная генетика и обмен веществ . 69 (4): 323–30. дои : 10.1006/mgme.2000.2975. ПМИД  10870850.
• Кауппинен Р., Тимонен К., фон унд цу Фраунберг М., Лайтинен Э., Ахола Х., Тенхунен Р. и др. (апрель 2001 г.). «Гомозиготная вариегатная порфирия: 20-летнее наблюдение и характеристика молекулярного дефекта». Журнал исследовательской дерматологии . 116 (4): 610–3. дои : 10.1046/j.1523-1747.2001.01293.x . ПМИД  11286631.
• Палмер Р.А., старейшина Г.Х., Барретт Д.Ф., Кеохейн С.Г. (апрель 2001 г.). «Гомозиготная вариегатная порфирия: сложная гетерозигота с новыми мутациями в гене протопорфириногеноксидазы». Британский журнал дерматологии . 144 (4): 866–9. дои : 10.1046/j.1365-2133.2001.04147.x. PMID  11298551. S2CID  41419729.
• Корригалл А.В., Хифт Р.Дж., Дэвидс Л.М., Хэнкок В., Мейснер Д., Кирш Р.Э., Мейснер П.Н. (май 2001 г.). «Идентификация первой мутации вариегатной порфирии у коренного чернокожего южноафриканца и дополнительные доказательства гетерогенности вариегатной порфирии». Молекулярная генетика и обмен веществ . 73 (1): 91–6. дои : 10.1006/mgme.2001.3163. ПМИД  11350188.
• Доннелли Дж.Г., Детомбе С., Хиндмарш Дж.Т. (2002). «Одноцепочечный конформационный полиморфизм и денатурирующий градиентный гель-электрофорез при скрининге разнообразной порфирии: идентификация двух новых мутаций». Анналы клинической и лабораторной науки . 32 (2): 107–13. ПМИД  12017191.

Внешние ссылки

• PDBe-KB предоставляет обзор всей информации о структуре, доступной в PDB для протопорфириногеноксидазы человека.