микросомальный эпоксидгидролаза | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||
Номер ЕС | 3.3.2.9 | ||||||||
Номер CAS | 9048-63-9 | ||||||||
Базы данных | |||||||||
IntEnz | IntEnz view | ||||||||
BRENDA | Запись BRENDA | ||||||||
ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
KEGG | Запись KEGG | ||||||||
MetaCyc | метаболический путь путь | ||||||||
PRIAM | профиль | ||||||||
PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Онтология гена | AmiGO / QuickGO | ||||||||
|
растворимая эпоксидгидролаза | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
эпоксидгидролаза из Mycobacterium tuberculosis. | |||||||||
Идентификаторы | |||||||||
Номер EC | 3.3.2.10 | ||||||||
Номер CAS | 9048-63-9 | ||||||||
Базы данных | |||||||||
IntEnz | IntEnz view | ||||||||
BRENDA | Запись BRENDA | ||||||||
ExPASy | Обзор NiceZyme | ||||||||
KEGG | Запись KEGG | ||||||||
MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
PRIAM | профиль | ||||||||
PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Онтология генов | AmiGO / QuickGO | ||||||||
|
эпоксидгидролазы (EH), также известные как эпоксидгидратазы, представляют собой ферменты, которые метаболизируют соединения, содержащие эпоксидный остаток; они превращают этот остаток в два гидроксильных остатка посредством реакции дигидроксилирования с образованием продуктов диола. Некоторые ферменты обладают активностью EH. микросомальная эпоксидгидролаза (эпоксидгидролаза 1, EH1 или mEH), растворимая эпоксидгидролаза (sEH, эпоксидгидролаза 2, EH2 или цитоплазматический эпоксидгидролаза), а также недавно обнаруженные, но еще не определено функционально, эпоксидгидролаза 3 (EH3) и эпоксидгидролаза 4 (EH4) являются структурно близкородственными изоферментами. Другие ферменты с эпоксидгидролазной активностью включают лейкотриен A4 гидролаза, холестерин-5,6-оксидролаза, MEST (ген) (Peg1 / MEST) и Гепоксилин-эпоксидгидролаза. Гидролазы отличаются друг от друга предпочтениями в отношении субстратов и, непосредственно связанными с этим, своими функциями.
Люди экспрессируют четыре изофермента эпоксидгидролазы: mEH, sEH, EH3 и EH4. Эти изоферменты известны (mEH и sEH) или предположительно (EH3 и EH4) имеют общую структуру, которая включает содержащую альфа / бета-гидролазную складку, и общий механизм реакции, при котором они добавляют воду к эпоксидам с образованием вицинала. цис (см. (цис-транс-изомерия ); см. (эпоксид # Окисление олефинов с использованием органических пероксидов и металлических катализаторов )) диольных продуктов. Однако они различаются субклеточным расположением, предпочтениями субстрата, тканевой экспрессией и / или функцией.
|
|
|
|
mEH широко экспрессируется практически во всех клетках млекопитающих как эндоплазматический ретикулум -связанный (то есть связанный с микросомами) фермент с его С-концевой каталитический домен, обращенный к цитоплазме ; однако в некоторых тканях было обнаружено, что mEH связан с поверхностью клетки плазматической мембраной, причем его каталитический домен обращен к внеклеточному пространству. Основная функция mEH заключается в превращении потенциально токсичных ксенобиотиков и других соединений, которые содержат остатки эпоксида (что часто связано с их первоначальным метаболизмом ферментами цитохрома P450 в эпоксиды) в диолы. Эпоксиды - это высокореактивные электрофильные соединения, которые образуют аддукты с ДНК и белками, а также вызывают разрывы цепи в DHA; как следствие, эпоксиды могут вызывать генные мутации, рак и инактивацию критических белков. Образованные таким образом диолы обычно нетоксичны или гораздо менее токсичны, чем их предшественники эпоксиды, легко метаболизируются в дальнейшем и в конечном итоге выводятся с мочой. mEH также метаболизирует некоторые эпоксиды полиненасыщенных жирных кислот, такие как эпоксиэйкозатриеновые кислоты (EETs), но его активность в этом намного ниже, чем у sEH; Таким образом, mEH может играть второстепенную роль по сравнению с sEH в ограничении биоактивности этих сигнальных соединений клеток (см. микросомальная эпоксидгидролаза ).
sEH широко экспрессируется в клетки млекопитающих как цитозольный фермент, где он в первую очередь выполняет функцию преобразования эпоксиэйкозатриеновых кислот (EETs), эпоксиэйкозатетраеновых кислот (EPAs) и эпоксидокозапентаеновых кислот. (DPA) к их соответствующим диолам, тем самым ограничивая или прекращая их клеточные сигнальные действия; в этом качестве sEH, по-видимому, играет критическую in vivo роль в ограничении эффектов эти эпоксиды на животных моделях и, возможно, на людях. Однако sEH также метаболизирует эпоксиды линолевой кислоты, а именно вернолиновой кислоты (лейкотоксины) и коронаровой кислоты (изолейкотоксины) к их соответствующим диолам, которые являются высокотоксичными для животных моделей и, возможно, людей (см. токсичность верноловой кислоты, токсичность коронаровой кислоты и растворимая эпоксидгидролаза ). sEH также обладает активностью гепоксилин-эпоксидгидролазы, превращая биоактивные гепоксилины в их неактивные триоксилиновые продукты (см. ниже раздел «Гепоксилин-эпоксидгидролаза»).
EH3 человека - это недавно охарактеризованный белок с эпоксигидролазной активностью для метаболизма эпоксиэйкозатриеновых кислот (EETs) и верноловых кислот (лейкотоксинов) в их соответствующие диолы; в этих способностях они могут тем самым ограничивать клеточную сигнальную активность EET и способствовать токсичности лейкотоксинов. мРНК для EH3 наиболее сильно экспрессируется в легких, коже и верхних отделах. Ткани желудочно-кишечного тракта мышей. Функция EH3 у людей, мышей или других млекопитающих еще не определена, хотя было подтверждено, что ген EH3 гиперметилирован по сайтам CpG в его промоторной области в ткани рака простаты человека, особенно в ткани более продвинутых или морфологически обоснованных (т. е. оценка по шкале Глисона ) более агрессивных злокачественных опухолей; это предполагает, что подавление гена EH3 из-за этого гиперметилирования может способствовать возникновению и / или прогрессированию рака простаты. Подобные гиперметилирования сайтов CpG в промоторе гена EH3 были подтверждены для других видов рака. Этот паттерн метилирования промотора, хотя еще не подтвержден, был также обнаружен в злокачественной меланоме человека.
. Предполагается, что ген EH4, EPHX4, кодирует эпоксидгидролазу, близкую по аминокислотной последовательности. и структура для mEH, sEH и EH3. Активность и функция EH4 еще не определены.
Лейкотриен А4 гидролаза (LTA4H) в первую очередь, если не исключительно, действует на гидролиз лейкотриена A4 (LTA4, т.е. 5S, 6S-оксидо-7E, 9E, 11Z, 14Z-эйкозатететраеновая кислота; IUPAC название 4 - {(2S, 3S) -3- [ (1E, 3E, 5Z, 8Z) -1,3,5,8-Тетрадекатетраен-1-ил] -2-оксиранил} бутановая кислота) к ее метаболиту диола, лейкотриену B4 (LTB4, т.е. 5S, 12R-дигидрокси-6Z, 8E, 10E, 14Z-икозатетраеновая кислота; IUPA наименование 5S, 6Z, 8E, 10E, 12R, 14Z) -5,12-дигидрокси-6,8,10,14-икозатетраеновая кислота). LTB4 является важным рекрутером и активатором лейкоцитов, участвующих в опосредовании воспалительных реакций и заболеваний. Фермент также обладает активностью аминопептидазы, разрушая, например, трипептид лейкоцитарного хемотаксического фактора, Pro-Gly-Pro (PGP); функция аминопептидазной активности LTA4AH неизвестна, но предполагается, что она участвует в ограничении воспалительных реакций, вызванных этим или другими чувствительными к аминопептидазе пептидами.
(Холестеринэпоксидгидролаза или ChEH) локализована в эндоплазматическом ретикулуме и, в меньшей степени, в плазматической мембране различных типов клеток, но наиболее высоко экспрессируется в печени. Фермент катализирует превращение некоторых 3-гидроксил-5,6-эпоксидов холестерина в их 3,5,6-тригидроксипродукты (см. холестерин-5,6-оксидгидролаза ). Функция ChEH неизвестна.
Субстрат (ы) и физиологическая функция Peg1 / MEST неизвестны; однако белок может играть роль в развитии млекопитающих, и нарушения его экспрессии его геном (PEG1 / MEST), например, потеря геномного импринтинга, сверхэкспрессия или переключение промотора были связаны с определенные типы рака и опухолей у людей, такие как инвазивный рак шейки матки, лейомиомы матки и рак груди, легких и толстой кишки (см. MEST (ген) ).
Гепоксилин-эпоксидгидролаза или гепоксилин-гидролаза в настоящее время лучше всего определяется как активность фермента, которая превращает биологически активные моногидроксиэпоксидные метаболиты арахидоновой кислоты гепоксилин A3s и гепоксилин B3s в практически неактивные тригидроксипродукты, триоксилины. То есть гепоксилин A3s (8-гидрокси-11,12-оксидо-5Z, 9E, 14Z-эйкозатриеновая кислота) метаболизируется до триоксилина A3s (8,11,12-тригидрокси-5Z, 9E, 14Z-эйкозатриеновая кислота). и гепоксилины B3s (10-гидрокси-11,12-оксидо-5Z, 8Z, 14Z-эйкозатриеновые кислоты) метаболизируются до триокси lin B3s (10,11,12-тригидрокси-5Z, 8Z, 14Z-эйкозатриеновые кислоты). Однако эта активность не была охарактеризована на уровне очищенного белка или гена, и недавние исследования показывают, что sEH легко метаболизирует гепоксилин A3 до триоксилина A3 и что активность гепоксилин-эпоксидгидролазы обусловлена sEH, по крайней мере, как она обнаруживается у мышей.
Этот возбудитель туберкулеза экспрессирует по меньшей мере шесть различных форм эпоксидгидролазы (формы AF). Структура эпоксидгидролазы B показывает, что фермент является мономером и содержит складку альфа / бета гидролазы. Эта гидролаза в настоящее время не только дает представление о ферментном механизме, но и служит платформой для рационального дизайна лекарственных препаратов с сильными ингибиторами. В частности, разработаны ингибиторы на основе мочевины. Эти ингибиторы непосредственно нацелены на каталитическую полость. Предполагается, что структура эпоксидгидролазы B может позволить разработать лекарство для ингибирования всех других гидролаз Mycobacterium tuberculosis, если они содержат аналогичные альфа / бета складки. Структура гидролазы B содержит кэп-домен, который, как предполагается, регулирует активный центр гидролазы. Кроме того, Asp104, His333 и Asp302 образуют каталитическую триаду белка и имеют решающее значение для функционирования белка. В настоящее время не решены другие структуры гидролазы Mycobacterium tuberculosis. Продолжаются модельные исследования фармакологической чувствительности этих эпоксидгидролаз.