глутаматдегидрогеназа (GLDH) | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||
Номер EC | 1.4.1.2 | ||||||||
Номер CAS | 9001-46-1 | ||||||||
Базы данных | |||||||||
IntEnz | Представление IntEnz | ||||||||
BRENDA | Запись BRENDA | ||||||||
ExPASy | Представление NiceZyme | ||||||||
KEGG | Запись KEGG | ||||||||
MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
PRIAM | профиль | ||||||||
PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Онтология гена | AmiGO / QuickGO | ||||||||
|
глутаматдегидрогеназа [NAD (P) +] | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||
Номер EC | 1.4.1.3 | ||||||||
Номер CAS | 9029-12-3 | ||||||||
Базы данных | |||||||||
IntEnz | IntEnz view | ||||||||
BRENDA | Запись BRENDA | ||||||||
ExPASy | NiceZyme view | ||||||||
KEGG | Запись KEGG | ||||||||
MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
PRIAM | профиль | ||||||||
PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Онтология генов | AmiGO / QuickGO | ||||||||
|
глутаматдегидрогеназа (NADP +) | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | |||||||||
Номер ЕС | 1.4.1.4 | ||||||||
Номер CAS | 9029-11-2 | ||||||||
Базы данных | |||||||||
IntEnz | IntEnz view | ||||||||
BRENDA | BRENDA entry | ||||||||
ExPASy | NiceZyme view | ||||||||
KEGG | KEGG entry | ||||||||
MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
PRIAM | профиль | ||||||||
PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
Онтология генов | AmiGO / QuickGO | ||||||||
|
глутаматдегидрогеназа (GLDH, GDH) - это фермент, наблюдаемый у обоих прокариот и эукариотические митохондрии. Вышеупомянутая реакция также дает амонию, которая у эукариот канонически обрабатывается в качестве субстрата в цикле мочевины. Обычно реакция превращения α-кетоглутарата в глутамат не происходит у млекопитающих, так как равновесие глутаматдегидрогеназы способствует образованию аммиака и α-кетоглутарата. Глутаматдегидрогеназа также имеет очень низкое сродство к аммиаку (высокое константа Михаэлиса около 1 мМ), и поэтому токсичные уровни аммиак должен присутствовать в организме для протекания обратной реакции (то есть α-кетоглутарат и аммиак в глутамат и НАД (Ф) +). Однако в мозге соотношение НАД + / НАДН в митохондриях головного мозга способствует окислительному дезаминированию (т.е. глутамат до α-кетоглутарата и аммиака). У бактерий аммиак ассимилируется до аминокислот через глутамат и аминотрансферазы. У растений фермент может работать в любом направлении в зависимости от окружающей среды и стресса. Трансгенные растения, экспрессирующие микробные GLDH, обладают повышенной устойчивостью к гербицидам, дефициту воды и патогенным инфекциям. Они более ценны с точки зрения питания.
Фермент представляет собой ключевое звено между катаболическим и анаболическим путями и, следовательно, повсеместно встречается у эукариот. У людей соответствующие гены называются GLUD1 (глутаматдегидрогеназа 1) и GLUD2 (глутаматдегидрогеназа 2), и также имеется не менее 8 псевдогенов GLDH в геном человека, что, вероятно, отражает влияние микробов на эволюцию эукариот.
ГЛДГ можно измерить в медицинской лаборатории для оценки функции печени. Повышенные уровни сыворотки крови GLDH указывают на повреждение печени, и GLDH играет важную роль в дифференциальной диагностике заболеваний печени, особенно в сочетании с аминотрансферазами. ГЛДГ локализована в митохондриях, поэтому практически не выделяется при генерализованных воспалительных заболеваниях печени, таких как вирусные гепатиты. Заболевания печени, при которых преобладает некроз гепатоцитов, такие как токсическое поражение печени или гипоксическое заболевание печени, характеризуются высокими уровнями ГЛДГ в сыворотке. ГЛДГ важен для различения острого вирусного гепатита и острого токсического некроза печени или острого гипоксического заболевания печени, особенно в случае поражения печени очень высокими аминотрансферазами. В клинических испытаниях GLDH может служить критерием безопасности лекарства.
ИФА (иммуноферментный анализ) на токсин Clostridioides difficile или глутаматдегидрогеназу можно использовать в качестве диагностики у пациентов с псевдомембранозным колитом.
НАД (или НАДФ ) - это кофактор для реакции глутаматдегидрогеназы с образованием α-кетоглутарата и аммония в качестве побочного продукта.
В зависимости от того, какой кофактор используется, ферменты глутаматдегидрогеназы делятся на следующие три класса:
Включение аммиака у животных и микробов происходит под действием глутаматдегидрогеназы и глутаминсинтетазы. Глутамат играет центральную роль в потоке азота млекопитающих и микробов, выступая как донором азота, так и акцептором азота.
У людей активность глутаматдегидрогеназы контролируется посредством АДФ-рибозилирования, ковалентной модификации, осуществляемой геном sirt4. Эта регуляция ослабляется в ответ на ограничение калорий и низкий уровень глюкозы в крови. В этих условиях активность глутаматдегидрогеназы повышается, чтобы увеличить количество продуцируемого α-кетоглутарата, который можно использовать для выработки энергии за счет использования в цикле лимонной кислоты для получения в конечном итоге АТФ.
У микробов активность контролируется концентрацией аммония и / или иона рубидия аналогичного размера, который связывается с аллостерическим сайтом на GLDH и изменяет K m(константу Михаэлиса ) фермента.
Контроль GLDH посредством ADP-рибозилирования особенно важен для продуцирующих инсулин β-клеток. Бета-клетки секретируют инсулин в ответ на увеличение отношения АТФ: АДФ, и, поскольку аминокислоты расщепляются GLDH на α-кетоглутарат, это соотношение увеличивается, и секретируется больше инсулина. SIRT4 необходим для регулирования метаболизма аминокислот как метода контроля секреции инсулина и регулирования уровней глюкозы в крови.
Карл Фриден обнаружил, что глутаматдегидрогеназа бычьей печени регулируется нуклеотидами в конце 1950-х - начале 1960-х годов. В дополнение к описанию эффектов нуклеотидов, таких как ADP, ATP и GTP, он подробно описал различное кинетическое поведение NADH и NADPH. Таким образом, это был один из первых ферментов, проявивших то, что позже было описано как аллостерическое поведение.
Мутации, которые изменяют сайт аллостерического связывания GTP, вызывают постоянную активацию глутаматдегидрогеназы и приводят к синдрому гиперинсулинизма-гипераммонемии.
Этот белок может использовать 9>морфеин модель аллостерической регуляции.
Аллостерические ингибиторы:
Активаторы:
гуанозиндифосфат
Другие ингибиторы:
Дополнительно, мыши GLDH демонстрирует субстратное ингибирование, при котором активность GLDH снижается при высоких концентрациях глутамата.
Люди экспрессируют следующие изоферменты глутаматдегидрогеназы :
|
|