Войти
| Скваленсинтаза | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Скваленсинтаза человека в комплексе с ингибитором. PDB 3q30 | |||||||||
| Идентификаторы | |||||||||
| Номер EC | 2.5.1.21 | ||||||||
| Номер CAS | 9077-14-9 | ||||||||
| Базы данных | |||||||||
| IntEnz | Представление IntEnz | ||||||||
| BRENDA | Запись BRENDA | ||||||||
| ExPASy | Просмотр NiceZyme | ||||||||
| KEGG | Запись KEGG | ||||||||
| MetaCyc | метаболический путь | ||||||||
| PRIAM | профиль | ||||||||
| PDB структуры | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| Онтология генов | AmiGO / QuickGO | ||||||||
| |||||||||
| фарнезил-дифосфат фарнезилтрансфераза 1 | |
|---|---|
| Идентификаторы | |
| Символ | FDFT1 |
| Ген NCBI | 2222 |
| HGNC | 3629 |
| OMIM | 184420 |
| RefSeq | NM_004462 |
| UniProt | P37268 |
| Другие данные | |
| Номер ЕС | 2.5.1.21 |
| Locus | Chr. 8 p23.1-p22 |
Скваленсинтаза (SQS ) или фарнезилдифосфат: фарнезилдифосфат фарнезилтрансфераза представляет собой фермент, локализованный на мембране эндоплазматического ретикулума. SQS участвует в пути биосинтеза изопреноида, катализируя двухстадийную реакцию, в которой две идентичные молекулы фарнезилпирофосфата (FPP) превращаются в сквален с потребление НАДФ. Катализ с помощью SQS является первым обязательным этапом в синтезе стерола, поскольку произведенный сквален преобразуется исключительно в различные стерины, такие как холестерин сложным, многоступенчатым путем. SQS принадлежит к семейству белков сквален / фитоенсинтазы.
Скваленсинтаза был охарактеризован у животных, растений и дрожжей. С точки зрения структуры и механики скваленсинтаза очень похожа на фитоенсинтазу (PHS), другую пренилтрансферазу. PHS выполняет ту же роль, что и SQS у растений и бактерий, катализируя синтез фитоена, предшественника каротиноидных соединений.
Сквален синтаза (SQS) локализована исключительно в мембране эндоплазматического ретикулума (ER). SQS прикреплен к мембране коротким С-концевым доменом, перекрывающим мембрану. N-концевой каталитический домен фермента выступает в цитозоль, где связаны растворимые субстраты. Формы SQS у млекопитающих имеют примерно 47 кДа и состоят из ~ 416 аминокислот. Кристаллическая структура человеческого SQS была определена в 2000 году и показала, что белок полностью состоит из α-спиралей. Фермент свернут в один домен, характеризующийся большим центральным каналом. активные центры обеих полуреакций, катализируемых SQS, расположены внутри этого канала. Один конец канала открыт для цитозоля, тогда как другой конец образует гидрофобный карман. SQS содержит две консервативные последовательности, богатые аспартатом,, которые, как полагают, непосредственно участвуют в каталитическом механизме. Эти богатые аспартатом мотивы являются одной из нескольких консервативных структурных особенностей в ферментах биосинтеза изопреноидов класса I, хотя эти ферменты не имеют общих последовательностей гомологии.
скваленсинтазы (человека). Ключевые остатки в центральном канале показаны сферами. 
Скваленсинтаза (SQS) катализирует восстановительную димеризацию фарнезилпирофосфата (FPP), в которой две идентичные молекулы FPP превращаются в одну молекулу сквалена. Реакция протекает в две стадии, протекая через промежуточный прескваленпирофосфат (PSPP). FPP представляет собой растворимое аллильное соединение, содержащее 15 атомов углерода (C 15), тогда как сквален представляет собой нерастворимый C 30 изопреноид. Эта реакция представляет собой прямой синтез терпена, потому что две молекулы FPP обе соединены в положении C4 и образуют связь 1-1 '. Это контрастирует с 1'-4-связями, которые гораздо более распространены в биосинтезе изопрена, чем 4-4'-связи. Механизм реакции SQS требует двухвалентного катиона, часто Mg, для облегчения связывания пирофосфатных групп на FPP.
В первой полуреакции две идентичные молекулы фарнезилпирофосфата (FPP) последовательно связываются со скваленсинтазой (SQS). Молекулы FPP связываются с отдельными участками фермента и имеют разную аффинность связывания. Начиная с вершины каталитического цикла ниже, реакция начинается с ионизации FPP с образованием аллильного карбокатиона. Остаток тирозина (Tyr-171) играет решающую роль на этой стадии, выступая в качестве донора протонов для облегчения отщепления пирофосфата. Более того, образующийся фенолят-анион может стабилизировать образующийся карбокатион за счет катион-π-взаимодействий, что может быть особенно сильным из-за богатой электронами природы фенолят-аниона. Образовавшийся аллильный катион затем подвергается атаке олефина второй молекулы FPP, давая третичный карбокатион. Генерированный ранее фенолят-анион затем служит в качестве основы для отделения протона от этого аддукта с образованием циклопропанового продукта, прескваленпирофосфата (PSPP). Созданный PSPP остается связанным с SQS для второй реакции. Важность остатка тирозина в этом процессе была продемонстрирована исследованиями мутагенеза с SQS крысы (rSQS) и тем фактом, что Tyr-171 консервативен во всех известных SQS (и PHS ). В rSQS Tyr-171 был преобразован в ароматические остатки Phe и Trp, а также в гидроксилсодержащий остаток Ser. Ни один из этих мутантов не смог преобразовать FPP в PSPP или сквален, демонстрируя, что одних ароматических колец или спиртов недостаточно для преобразования FPP в PSPP.
Во второй полуреакции SQS прескваленпирофосфат (PSPP) перемещается на второй реакционный сайт в SQS. Считается, что хранение PSPP в центральном канале SQS защищает реактивный промежуточный продукт от реакции с водой. Из PSPP сквален образуется в результате ряда карбокатионных перегруппировок. Процесс начинается с ионизации пирофосфата с образованием циклопропилкарбинильного катиона. Катион перестраивается за счет 1,2-миграции циклопропановой связи C – C с карбокатионом, образуя связь, показанную синим цветом, с образованием циклобутилкарбокатиона. Впоследствии происходит вторая 1,2-миграция с образованием другого циклопропилкарбинильного катиона, при этом катион находится на третичном атоме углерода. Этот образующийся карбокатион затем открывается гидридом, доставляемым НАДФ, давая сквален, который затем высвобождается с помощью SQS в мембрану эндоплазматического ретикулума.
, в то время как циклопропилкарбинил-циклопропилкарбинильные перегруппировки могут продолжаться. через дискретные промежуточные циклобутиловые катионы предполагаемый циклобутиловый катион не мог быть захвачен в модельных исследованиях. Таким образом, циклобутильный катион может фактически быть переходным состоянием между двумя циклопропилкарбинильными катионами, а не дискретным промежуточным соединением. Стереохимия промежуточных соединений и геометрия олефинов в конечном продукте диктуется надфасциальным характером 1,2-сдвигов и стереоэлектронными требованиями. Хотя были предложены другие механизмы, механизм, показанный выше, подтверждается выделением риллингола, который представляет собой спирт, образованный при захвате второго циклопропилкарбинильного катиона водой.
Ветвление мевалонатного пути в FPP на стерол и нестериновые продукты. FPP является важным промежуточным продуктом метаболизма в мевалонатный путь, который представляет главную точку ветвления в терпеноидных путях. FPP используется для образования нескольких важных классов соединений в дополнение к стеролам (через сквален), включая убихинон и долихолы. SQS катализирует первую предопределенную стадию биосинтеза стеролов из FPP и, следовательно, важен для управления потоком к стеролу vs. нестериновые продукты. Активность SQS тесно связана с активностью HMG-CoA редуктазы, которая катализирует лимитирующую стадию мевалонатного пути. Высокие уровни LDL -производного холестерина значительно ингибируют активность HMG-CoA редуктазы, поскольку мевалонат больше не нужен для производства стеролов. Однако остаточная активность HMG-CoA-редуктазы наблюдается даже при очень высоких уровнях LDL, так что FPP может быть использован для образования нестериновых продуктов, необходимых для роста клеток. Чтобы предотвратить использование этого остаточного FPP для синтеза стеролов, когда стерины в большом количестве, активность SQS значительно снижается, когда уровни LDL высоки. Такое подавление активности SQS лучше рассматривать как механизм контроля потока, а не как способ регулирования уровня холестерина. Это связано с тем, что HMG-CoA редуктаза является более значимым контролирующим фактором для регуляции синтеза холестерина (ее активность ингибируется на 98% при высоком уровне ЛПНП).
В первую очередь происходит регуляция SQS. на уровне транскрипции SQS гена . Класс белка, связывающего регуляторный элемент (SREBP) из факторов транскрипции, является центральным для регуляции генов, участвующих в гомеостазе холестерина , и важен для контроля уровней транскрипции SQS.. Когда уровни стеролов низкие, неактивная форма SREBP расщепляется с образованием активного фактора транскрипции, который перемещается в ядро, чтобы вызвать транскрипцию гена SQS. Из трех известных факторов транскрипции SREBP только SREBP-1a и SREBP-2 активируют транскрипцию гена SQS в печени трансгенных мышей. В культивируемых клетках HepG2 SREBP-1a оказывается более важным, чем SREBP-2, в контроле активации промотора SQS . Однако было показано, что промоторы SQS по-разному реагируют на SREBP-1a и SREBP-2 в разных экспериментальных системах.
Помимо SREBP, для максимальной активации промотора SQS необходимы дополнительные факторы транскрипции. Исследования промотора с использованием люциферазы репортерного гена анализов показали, что Sp1, и NF-Y и / или CREB Факторы транскрипции также важны для активации промотора SQS. NF-Y и / или CREB необходимы для SREBP-1a, чтобы полностью активировать промотор SQS, хотя Sp1 также необходим для SREBP-2 для этого.
Щелкните гены, белки и метаболиты ниже, чтобы ссылки на соответствующие статьи.
[[File:
[[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]][[]] | px | alt = Путь статина редактировать ]] Путь статина редактировать Скваленсинтаза (SQS) представляет собой фермент, участвующий в пути биосинтеза изопреноидов. SQS-синтаза катализирует точку разветвления между биосинтезом стерола и нестерола и связывает фарнезилпирофосфат (FPP) исключительно с образованием стеринов. Важным стерином, продуцируемым этим путем, является холестерин, который используется в клеточных мембранах и для синтеза гормонов. SQS конкурирует с несколькими другими ферментами за использование FPP, так как он является предшественником множества терпеноидов. Снижение активности SQS ограничивает приток FPP к пути стеролов и увеличивает продукцию нестериновых продуктов. Важные продукты нестеролов включают убихинон, долихол, гем A и фарнезилированные белки
Развитие скваленсинтазы у мышей с нокаутом продемонстрировал, что потеря скваленсинтазы является летальной, и что этот фермент необходим для развития центральной нервной системы.
Скваленсинтаза является мишенью для регуляции уровня холестерина. Было показано, что повышенная экспрессия SQS повышает уровень холестерина у мышей. Следовательно, ингибиторы SQS представляют большой интерес для лечения гиперхолестеринемии и профилактики ишемической болезни сердца (CHD). Также было высказано предположение, что варианты этого фермента могут быть частью генетической ассоциации с гиперхолестеринемией.
Было показано, что ингибиторы скваленсинтазы снижают синтез холестерина, а также снизить уровень триглицеридов в плазме. Ингибиторы SQS могут быть альтернативой ингибиторам HMG-CoA редуктазы (статинам), которые имеют проблемные побочные эффекты для некоторых пациентов. Ингибиторы скваленсинтазы, которые были исследованы для использования в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, включают лапаквистат (TAK-475), зарагозиновую кислоту и RPR 107393. Несмотря на достижение фаза II клинические испытания, лапаквистат был прекращен к 2008 году.
Ингибирование гомолога скваленсинтазы у Staphylococcus aureus в настоящее время исследуется как антибактериальное средство на основе фактора вирулентности терапия.
Модельные организмы использовались в исследовании функции FDFT1. Условная линия нокаутирующей мыши, названная Fdft1, была создана в Wellcome Trust Sanger Institute. Самцы и самки животных подвергались стандартизированному фенотипическому скринингу для определения эффектов делеции. Проведены дополнительные скрининги: - Углубленное иммунологическое фенотипирование
| Характеристика | Фенотип |
|---|---|
| Все данные доступны на. | |
| Гематология 6 недель | Нормальный |
| Инсулин | Нормальный |
| Гомозиготная жизнеспособность при P14 | Аномальная |
| Рецессивная летальное исследование | Отклонение |
| Масса тела | Нормальный |
| Неврологический осмотр | Нормальный |
| Сила захвата | Нормальный |
| Дисморфология | Нормальный |
| Косвенная калориметрия | Нормальный |
| Глюкоза тест на переносимость | нормальный |
| слуховой ответ ствола мозга | нормальный |
| DEXA | нормальный |
| рентгенографический | нормальный |
| морфология глаза | нормальный |
| клинический химический состав | Нормальный |
| Гематология 16 недель | Нормальный |
| Лейкоциты периферической крови 16 недель | Нормальный |
| Масса сердца | Нормальный |
| Сальмонелла инфекция | нормальная |
| функция цитотоксических Т-клеток | нормальная |
| иммунофенотипирование селезенки | норма l |
| Иммунофенотипирование мезентериального лимфатического узла | Нормальное |
| Иммунофенотипирование костного мозга | Нормальное |
| Состав эпидермального иммунного ответа | Нормальное |
| Трихуризованное заражение | Нормальный |
..
