ETF-дегидрогеназа: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Строка 39: Строка 39:


== В медицине ==
== В медицине ==

Недостаток ETF-дегидрогеназы приводит к развитию [[глутаровая ацидимия второго типа|глутаровой ацидимии второго типа]] (также известной как множественная ацил-КоА-дегидрогеназная недостаточность), которая характеризуется нарушением распада жирных кислот и аминокислот<ref>{{cite journal |doi=10.1073/pnas.82.13.4517 |title=Deficiency of Electron Transfer Flavoprotein or Electron Transfer Flavoprotein:Ubiquinone Oxidoreductase in Glutaric Acidemia Type II Fibroblasts |year=1985 |author=Frerman F. E. Goodman S. I. |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences |volume=82 |issue=13 |pages=4517–4520}}</ref>. Болезнь может вызывать [[ацидоз]] или [[гипогликемия|гипогликимию]]. К другим симптомам относится общая слабость, увеличенная печень, сердечная недостаточность и пониженное содержание [[левокарнитин]]а. В более тяжёлых случаях могут наблюдаться врожденные пороки и полный метаболитический кризис<ref>{{cite journal | author = Galloway JH, Cartwright IJ, Bennett MJ | title = Abnormal myocardial lipid composition in an infant with type II glutaric aciduria | journal = Journal of Lipid Research | volume = 28 | issue = 3 | pages = 279–84 | date = Mar 1987 | pmid = 3572253 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Singla M, Guzman G, Griffin AJ, Bharati S | title = Cardiomyopathy in multiple Acyl-CoA dehydrogenase deficiency: a clinico-pathological correlation and review of literature | journal = Pediatric Cardiology | volume = 29 | issue = 2 | pages = 446–51 | date = Mar 2008 | pmid = 17912479 | doi = 10.1007/s00246-007-9119-6 }}</ref><ref>{{cite journal | author = Turnbull DM, Bartlett K, Eyre JA, Gardner-Medwin D, Johnson MA, Fisher J, Watmough NJ | title = Lipid storage myopathy due to glutaric aciduria type II: treatment of a potentially fatal myopathy | journal = Developmental Medicine and Child Neurology | volume = 30 | issue = 5 | pages = 667–72 | date = Oct 1988 | pmid = 3229565 | doi = 10.1111/j.1469-8749.1988.tb04806.x }}</ref>. С точки зрения генетики — это аутосомное рецессивное наследственное заболевание. По этой причине оно встречается довольно редко. У большинства пациентов выявлена однонуклеотидная замена в месте взаимодействия ФАД и убихинона<ref>{{cite journal | author = Liang WC, Ohkuma A, Hayashi YK, López LC, Hirano M, Nonaka I, Noguchi S, Chen LH, Jong YJ, Nishino I | title = ETFDH mutations, CoQ10 levels, and respiratory chain activities in patients with riboflavin-responsive multiple acyl-CoA dehydrogenase deficiency | journal = Neuromuscular Disorders | volume = 19 | issue = 3 | pages = 212–6 | date = Mar 2009 | pmid = 19249206 | doi = 10.1016/j.nmd.2009.01.008 }}</ref><ref>{{cite journal | vauthors = Goodman SI, Binard RJ, Woontner MR, Frerman FE | title = Glutaric acidemia type II: gene structure and mutations of the electron transfer flavoprotein:ubiquinone oxidoreductase (ETF:QO) gene | journal = Molecular Genetics and Metabolism | volume = 77 | issue = 1-2 | pages = 86–90 | year = 2002 | pmid = 12359134 | doi = 10.1016/S1096-7192(02)00138-5 }}</ref> Более лёгкие формы этого расстройства поддаются лечению [[рибофлавин]]овой терапией, однако, из-за разнообразия мутаций, приводящих к развитию заболевания, симптоматика и соответствующее лечение могут сильно разниться<ref>{{cite journal | author = Olsen RK, Olpin SE, Andresen BS, Miedzybrodzka ZH, Pourfarzam M, Merinero B, Frerman FE, Beresford MW, Dean JC, Cornelius N, Andersen O, Oldfors A, Holme E, Gregersen N, Turnbull DM, Morris AA | title = ETFDH mutations as a major cause of riboflavin-responsive multiple acyl-CoA dehydrogenation deficiency | journal = Brain | volume = 130 | issue = Pt 8 | pages = 2045–54 | date = Aug 2007 | pmid = 17584774 | doi = 10.1093/brain/awm135 }}</ref><ref>{{cite journal | author = Rhead W, Roettger V, Marshall T, Amendt B | title = Multiple acyl-coenzyme A dehydrogenation disorder responsive to riboflavin: substrate oxidation, flavin metabolism, and flavoenzyme activities in fibroblasts | journal = Pediatric Research | volume = 33 | issue = 2 | pages = 129–35 | date = Feb 1993 | pmid = 8433888 | doi = 10.1203/00006450-199302000-00008 }}</ref>.

== См. также ==
== См. также ==
* [[Окислительное фосфорилирование]]
* [[Окислительное фосфорилирование]]

Версия от 19:11, 30 декабря 2015

ETF-дегидрогеназа
Ленточная диаграмма ETF-дегидрогеназы. Каждый функциональный домен покрашен своим цветом. Голубой полоской обозначена внутренняя мембрана митохондрии.
Ленточная диаграмма ETF-дегидрогеназы. Каждый функциональный домен покрашен своим цветом. Голубой полоской обозначена внутренняя мембрана митохондрии.
Обозначения
Символы ETFD; ETF-QO
Entrez Gene 2110
HGNC 3483
OMIM 231675
PDB 2GMH
RefSeq NM_004453
UniProt Q16134
Другие данные
Шифр КФ 1.5.5.1
Локус 4-я хр. , 4q 4q32.1
Логотип Викиданных Информация в Викиданных ?

ETF-дегидрогеназа или (электронпереносящий флавопротеин)-дегидрогеназа[1] (от англ. electron transfer flavoprotein-ubiquinone dehydrogenase) — фермент, который переносит электроны с электронпереносящего флавопротеина (ETF), растворённого в матриксе митохондрий, на мембранный переносчик электронов — убихинон[2][3]. Этот фермент есть как у прокариот, так и эукариот. У этого энзима есть две простетические группы: флавин и железосерный кластер[4]. Нехватка ETF-дегидрогеназы у человека вызывает наследственное заболевание глутаровая ацидемия второго типа[5].

Функция

У млекопитающих этот фермент важен в β-окислении жирных кислот, катаболизме аминокислот и холина[6][7]. Он связывает β-окислении жирных кислот и прочие процессы с окислительным фосфорилирование. Множество ацетил-СоА-дегидрогеназ осуществляют окисление разных субстратов (например жирных кислот), перенося электроны на электронперносящий флавопротеин (ETF). ETF-дегидрогеназа в свою очередь окисляет этот белок и переносит электроны на растворённый во внутренней мембране митохондрий убихинон, восстанавливая его до убихинола, который затем поступает в дыхательную цепь переноса электронов.

Ацил-КоА → Ацил-КоА дегидрогеназа → ETF → ETF-дегидрогеназа → Q → Комплекс III

У растений ETF-Q-дегидрогеназа важна для выживания во время стресса и длительного периода темноты[8].

Реакция

ETF-дегидрогеназа катализирует следующую реакцию[9]:

ETFвосстановленный + Q → ETFокисленный + QH2.

Механизм

Точный механизм восстановления убихинона неизвестен, но существуют две гипотезы. Согласно первой гипотезе электроны по одному передаются с ETF на низкопотенциальный ФАД. В результате в восстановленном состоянии один электрон остаётся на ФАД, а другой на железном центре. После этого восстанавливается убихинон, с переходом через стадию семихинона. Согласно второй гипотезе ETF передаёт электроны на железосерный центр, после чего происходит быстрый переброс между двумя центром и ФАД. После наступления равновесия, всё остальное происходит по вышеописанной схеме.

Структура фермента

Функциональные домены ETF-дегидрогеназы.

ETF-дегидрогеназа состоит из одного структурного домена и трёх близкорасположенных функциональных доменов: ФАД-связыввающий домен, 4Fe4S-связывающий домен и убихинон-связывающий домен[10]. ФАД глубоко погружён в белковую часть своего домена. Множество водородных связей и положительный конец диполя из α-спирали оказывают влияние на редокс-потенциал ФАД и, возможно, стабилизируют семихинон-радикал. Железосерный кластер 4Fe-4S также стабилизирован обширными водородными связями вокруг самого кластера и его цистеинов. Связывание убихинона происходит в глубоком гидрофобном кармане, который у этого фермента отличается от других убихинон-связывающих белков, таких как сукцинатдегидрогеназа. В отличие от других убихинон-связывающих ферментов, этот фермент прикрепляется к поверхности мембраны и не пересекает липидный бислой[11].

В медицине

Недостаток ETF-дегидрогеназы приводит к развитию глутаровой ацидимии второго типа (также известной как множественная ацил-КоА-дегидрогеназная недостаточность), которая характеризуется нарушением распада жирных кислот и аминокислот[12]. Болезнь может вызывать ацидоз или гипогликимию. К другим симптомам относится общая слабость, увеличенная печень, сердечная недостаточность и пониженное содержание левокарнитина. В более тяжёлых случаях могут наблюдаться врожденные пороки и полный метаболитический кризис[13][14][15]. С точки зрения генетики — это аутосомное рецессивное наследственное заболевание. По этой причине оно встречается довольно редко. У большинства пациентов выявлена однонуклеотидная замена в месте взаимодействия ФАД и убихинона[16][17] Более лёгкие формы этого расстройства поддаются лечению рибофлавиновой терапией, однако, из-за разнообразия мутаций, приводящих к развитию заболевания, симптоматика и соответствующее лечение могут сильно разниться[18][19].

См. также

Примечания

  1. ↑ Класс 1: Оксидоредуктазы (катализируют окислительно-восстановительные реакции)
  2. ↑ Ghisla S, Thorpe C (Feb 2004). "Acyl-CoA dehydrogenases. A mechanistic overview". European Journal of Biochemistry / FEBS. 271 (3): 494—508. doi:10.1046/j.1432-1033.2003.03946.x. PMID 14728676.
  3. ↑ He M, Rutledge SL, Kelly DR, Palmer CA, Murdoch G, Majumder N, Nicholls RD, Pei Z, Watkins PA, Vockley J (Jul 2007). "A new genetic disorder in mitochondrial fatty acid beta-oxidation: ACAD9 deficiency". American Journal of Human Genetics. 81 (1): 87—103. doi:10.1086/519219. PMC 1950923. PMID 17564966.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  4. ↑ Watmough NJ, Frerman FE (Dec 2010). "The electron transfer flavoprotein: ubiquinone oxidoreductases". Biochimica Et Biophysica Acta. 1797 (12): 1910—6. doi:10.1016/j.bbabio.2010.10.007. PMID 20937244.
  5. ↑ Vianey-Liaud C, Divry P, Gregersen N, Mathieu M (1987). "The inborn errors of mitochondrial fatty acid oxidation". Journal of Inherited Metabolic Disease. 10 Suppl 1: 159—200. doi:10.1007/bf01812855. PMID 3119938.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  6. ↑ Ikeda Y., Dabrowski C., Tanaka K. Separation and properties of five distinct acyl-CoA dehydrogenases from rat liver mitochondria. Identification of a new 2-methyl branched chain acyl-CoA dehydrogenase. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1983. — Vol. 258, no. 2. — P. 1066—1076. — PMID 6401712. [исправить]
  7. ↑ Ruzicka F. J., Beinert H. A new iron-sulfur flavoprotein of the respiratory chain. A component of the fatty acid beta oxidation pathway. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 1977. — Vol. 252, no. 23. — P. 8440—8445. — PMID 925004. [исправить]
  8. ↑ Ishizaki K., Larson T. R., Schauer N., Fernie A. R., Graham I. A., Leaver C. J. The critical role of Arabidopsis electron-transfer flavoprotein:ubiquinone oxidoreductase during dark-induced starvation. (англ.) // The Plant cell. — 2005. — Vol. 17, no. 9. — P. 2587—2600. — doi:10.1105/tpc.105.035162. — PMID 16055629. [исправить]
  9. ↑ Ramsay RR, Steenkamp DJ, Husain M (Feb 1987). "Reactions of electron-transfer flavoprotein and electron-transfer flavoprotein: ubiquinone oxidoreductase". The Biochemical Journal. 241 (3): 883—92. PMC 1147643. PMID 3593226.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  10. ↑ Zhang J, Frerman FE, Kim JJ (Oct 2006). "Structure of electron transfer flavoprotein-ubiquinone oxidoreductase and electron transfer to the mitochondrial ubiquinone pool". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (44): 16212—7. doi:10.1073/pnas.0604567103. PMC 1637562. PMID 17050691.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  11. ↑ Zhang J., Frerman F. E., Kim J. J. Structure of electron transfer flavoprotein-ubiquinone oxidoreductase and electron transfer to the mitochondrial ubiquinone pool. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 2006. — Vol. 103, no. 44. — P. 16212—16217. — doi:10.1073/pnas.0604567103. — PMID 17050691. [исправить]
  12. ↑ Frerman F. E. Goodman S. I. (1985). "Deficiency of Electron Transfer Flavoprotein or Electron Transfer Flavoprotein:Ubiquinone Oxidoreductase in Glutaric Acidemia Type II Fibroblasts". Proceedings of the National Academy of Sciences. 82 (13): 4517—4520. doi:10.1073/pnas.82.13.4517.
  13. ↑ Galloway JH, Cartwright IJ, Bennett MJ (Mar 1987). "Abnormal myocardial lipid composition in an infant with type II glutaric aciduria". Journal of Lipid Research. 28 (3): 279—84. PMID 3572253.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  14. ↑ Singla M, Guzman G, Griffin AJ, Bharati S (Mar 2008). "Cardiomyopathy in multiple Acyl-CoA dehydrogenase deficiency: a clinico-pathological correlation and review of literature". Pediatric Cardiology. 29 (2): 446—51. doi:10.1007/s00246-007-9119-6. PMID 17912479.
  15. ↑ Turnbull DM, Bartlett K, Eyre JA, Gardner-Medwin D, Johnson MA, Fisher J, Watmough NJ (Oct 1988). "Lipid storage myopathy due to glutaric aciduria type II: treatment of a potentially fatal myopathy". Developmental Medicine and Child Neurology. 30 (5): 667—72. doi:10.1111/j.1469-8749.1988.tb04806.x. PMID 3229565.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  16. ↑ Liang WC, Ohkuma A, Hayashi YK, López LC, Hirano M, Nonaka I, Noguchi S, Chen LH, Jong YJ, Nishino I (Mar 2009). "ETFDH mutations, CoQ10 levels, and respiratory chain activities in patients with riboflavin-responsive multiple acyl-CoA dehydrogenase deficiency". Neuromuscular Disorders. 19 (3): 212—6. doi:10.1016/j.nmd.2009.01.008. PMID 19249206.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  17. ↑ Goodman SI, Binard RJ, Woontner MR, Frerman FE (2002). "Glutaric acidemia type II: gene structure and mutations of the electron transfer flavoprotein:ubiquinone oxidoreductase (ETF:QO) gene". Molecular Genetics and Metabolism. 77 (1–2): 86—90. doi:10.1016/S1096-7192(02)00138-5. PMID 12359134.
  18. ↑ Olsen RK, Olpin SE, Andresen BS, Miedzybrodzka ZH, Pourfarzam M, Merinero B, Frerman FE, Beresford MW, Dean JC, Cornelius N, Andersen O, Oldfors A, Holme E, Gregersen N, Turnbull DM, Morris AA (Aug 2007). "ETFDH mutations as a major cause of riboflavin-responsive multiple acyl-CoA dehydrogenation deficiency". Brain. 130 (Pt 8): 2045—54. doi:10.1093/brain/awm135. PMID 17584774.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)
  19. ↑ Rhead W, Roettger V, Marshall T, Amendt B (Feb 1993). "Multiple acyl-coenzyme A dehydrogenation disorder responsive to riboflavin: substrate oxidation, flavin metabolism, and flavoenzyme activities in fibroblasts". Pediatric Research. 33 (2): 129—35. doi:10.1203/00006450-199302000-00008. PMID 8433888.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)

Внешние ссылки

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=ETF-дегидрогеназа&oldid=75424791