Дигидрооротатдегидрогеназа

Дигидрооротатоксидаза
Мономер + дигидрооротатдегидрогеназа, человек
Идентификаторы
Номер ЕС	1.3.5.2
Номер CAS	9029-03-2
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
Поиск PMC статьи PubMed статьи NCBI белки

Дигидрооротатдегидрогеназа из E. coli
Идентификаторы
Символ	DHO_dh
Pfam	PF01180
InterPro	IPR001295
PROSITE	PDOC00708
SCOPe	1dor / SUPFAM
суперсемейство OPM	56
белок OPM	1 вакуум
CDD	cd02810
мембранома	250
Доступные структуры белка: Структуры Pfam / ECOD PDB RCSB PDB ; PDBe ; PDBj PDBsum краткое описание структуры

Дигидрооротатдегидрогеназа (DHODH ) - это фермент, который у человека кодируется геном DHODH на хромосоме 16. Кодируемый белок этим геном катализирует четвертую ферментативную стадию, опосредуемое убихиноном окисление дигидрооротата до оротата, в de novo биосинтез пиримидина. Этот белок представляет собой митохондриальный белок, расположенный на внешней поверхности внутренней митохондриальной мембраны (IMM). Ингибиторы этого фермента используются для лечения аутоиммунных заболеваний. заболевания, такие как ревматоидный артрит.

• 1 Структура
• 2 Функция
  • 2.1 Механизм
• 3 Ингибиторы
• 4 Клиническое значение
• 5 Взаимодействия
• 6 Модельные организмы
• 7 Ссылки
• 8 Дополнительная литература
• 9 Внешние ссылки

DHODH может варьироваться по содержанию кофактора, олигомерному состоянию, субклеточной локализации и мембранная ассоциация. Общее выравнивание последовательностей этих вариантов DHODH представляет два класса DHODH: цитозольный класс 1 и мембраносвязанный класс 2. В DHODH класса 1 основной цистеин остаток катализирует реакцию окисления, тогда как в классе 2 серин выполняет эту каталитическую функцию. Структурно ДГОДГ класса 1 также можно разделить на два подкласса, один из которых образует гомодимеры и использует фумарат в качестве акцептора электронов, а другой, который образует 165>гетеротетрамеров и использует НАД + в качестве акцептора электронов. Этот второй подкласс содержит аддитивную субъединицу (PyrK), содержащую железо-серный кластер и флавинадениндинуклеотид (FAD). Между тем, ДГОДГ класса 2 используют кофермент Q / убихиноны в качестве своего окислителя.

. У высших эукариот этот класс ДГОДГ содержит N-концевой двудольный сигнал, содержащий катионную, амфипатическую митохондриальную нацеливающую последовательность из примерно 30 остатков и гидрофобную трансмембранная последовательность. Нацеливающая последовательность отвечает за локализацию этого белка в IMM, возможно, за счет привлечения аппарата импорта и опосредования ΔΨ -приводимого транспорта через внутреннюю и внешнюю митохондриальные мембраны, в то время как трансмембранная последовательность важна для ее вставки в IMM. Эта последовательность соседствует с парой α-спиралей, α1 и α2, которые соединены короткой петлей. Вместе эта пара образует гидрофобную воронку, которая, как предполагается, служит сайтом встраивания убихинона в сочетании со связывающей полостью FMN на C-конце. Два терминальных домена напрямую связаны расширенной петлей. С-концевой домен является большим из двух и складывается в консервативную α / β-цилиндрическую структуру с ядром из восьми параллельных β-цепей, окруженных восемью α-спиралями.

ДГОДГ человека представляет собой повсеместный FMN флавопротеин. У бактерий (ген pyrD) он расположен на внутренней стороне цитозольной мембраны. У некоторых дрожжей, например, в Saccharomyces cerevisiae (ген URA1), это цитозольный белок, тогда как у других эукариот он обнаруживается в митохондриях. Это также единственный фермент в пути биосинтеза пиримидина, расположенный в митохондриях, а не в цитозоле.

Как фермент, связанный с цепью переноса электронов, DHODH связывает митохондриальную биоэнергетику, пролиферацию клеток, Производство АФК и апоптоз в некоторых типах клеток. Истощение DHODH также привело к увеличению продукции ROS, снижению мембранного потенциала и замедлению роста клеток. Кроме того, из-за своей роли в синтезе ДНК, ингибирование ДГОДГ может обеспечивать средства для регулирования удлинения транскрипции.

Механизма

У видов млекопитающих ДГОДГ катализирует четвертый этап de novo биосинтез пиримидина, который включает опосредованное убихиноном окисление дигидрооротата до оротата и восстановление FMN до дигидрофлавинмононуклеотида (FMNH2):

(S) -дигидрооротат + O 2$\rightleftharpoons \; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; rightleftharpoons\}$оротат + H 2O2

• 

  4,5-дигидрооротовая кислота

• 

  оротовая кислота. Обратите внимание на двойную связь в кольце.

Конкретный механизм дегидрирования дигидрооротовой кислоты под действием ДГОДГ различается между двумя классами ДГОДГ. ДГОДГ класса 1 следуют согласованному механизму, в котором две связи C – H дигидрооротиновой кислоты разрываются согласованно. ДГОДГ класса 2 действуют по ступенчатому механизму, при котором разрыв связей C – H предшествует уравновешиванию иминия в оротовой кислоте.

• Бреквинар
• Терифлуномид
• Лефлуномид

Было показано, что иммуномодулирующие препараты терифлуномид и лефлуномид ингибируют ДГОДГ. DHODH человека имеет два домена: альфа / бета-бочкообразный домен, содержащий активный сайт, и альфа-спиральный домен, который формирует отверстие туннеля, ведущего к активному сайту. Было показано, что лефлуномид связывается в этом туннеле. Лефлуномид используется для лечения ревматоидного и псориатического артрита, а также рассеянного склероза. Его иммуносупрессивные эффекты были приписаны истощению запасов пиримидина для Т-клеток или более сложных интерферон или интерлейкин -опосредованных путей, но, тем не менее, требуют дальнейших исследований.

Кроме того, DHODH может играть роль в подавлении рака, опосредованном ретиноидом N- (4-гидроксифенил) ретинамидом (4HPR ). Ингибирование активности ДГОДГ с помощью терифлуномида или экспрессии с помощью РНК-интерференции привело к уменьшению образования АФК и, следовательно, к апоптозу трансформированной кожи и простаты эпителиального клеток.

Мутации в этом гене вызывают синдром Миллера, также известный как синдром Джинни-Видеманна, синдром Вильдерванка-Смита или постаксиальный акрофациальный дистоз.

ДГОДГ связывается со своим кофактором FMN в сочетании с убихиноном, чтобы катализировать окисление дигидрооротата до оротата.

Модельные организмы использовались в изучение функции ДГОДГ. Условная линия нокаутирующей мыши под названием Dhodh была создана в Wellcome Trust Sanger Institute. Самцы и самки животных подвергались стандартизированному фенотипическому скринингу для определения эффектов делеции. Проведены дополнительные исследования: - Углубленное иммунологическое фенотипирование

• дигидрооротат + дегидрогеназа в Национальной медицинской библиотеке США Медицинские предметные заголовки (MeSH)