Adenosindeaminase - Adenosine deaminase

ADA
Adenosindeaminase 1VFL.png
Tilgængelige strukturer
PDB Ortologsøgning : PDBe RCSB
Identifikatorer
Aliaser ADA , entrez: 100, Adenosin deaminase, ADA1
Eksterne ID'er OMIM : 608958 MGI : 87916 HomoloGene : 37249 GeneCards : ADA
Ortologer
Arter Human Mus
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

NM_000022
NM_001322050
NM_001322051

NM_001272052
NM_007398

RefSeq (protein)

NP_000013
NP_001308979
NP_001308980

NP_001258981
NP_031424

Placering (UCSC) Chr 20: 44,62 - 44,65 Mb Chr 2: 163,73 - 163,75 Mb
PubMed søgning
Wikidata
Se/rediger menneske Se/rediger mus
Adenosin/AMP deaminase
PDB 2amx EBI.jpg
krystalstruktur af plasmodium yoelii adenosin deaminase (py02076)
Identifikatorer
Symbol A_deaminase
Pfam PF00962
Pfam klan CL0034
InterPro IPR001365
PROSIT PDOC00419
SCOP2 1add / SCOPe / SUPFAM
CDD cd01320
Adenosindeaminase (editase) domæne
Identifikatorer
Symbol A_deamin
Pfam PF02137
InterPro IPR002466
PROSIT PDOC00419
SCOP2 1add / SCOPe / SUPFAM
Adenosin/AMP deaminase N-terminal
Identifikatorer
Symbol A_deaminase_N
Pfam PF08451
InterPro IPR013659

Adenosindeaminase (også kendt som adenosinaminhydrolase eller ADA ) er et enzym ( EC 3.5.4.4 ) involveret i purinmetabolisme . Det er nødvendigt for nedbrydning af adenosin fra mad og for omsætningen af nukleinsyrer i væv.

Dens primære funktion hos mennesker er udvikling og vedligeholdelse af immunsystemet. ADAs fulde fysiologiske rolle er imidlertid endnu ikke fuldstændigt forstået.

Struktur

ADA findes i både lille form (som en monomer) og stor form (som et dimer-kompleks). I monomerformen er enzymet en polypeptidkæde, foldet i otte tråde af parallelle α/β tønder, som omgiver en central dyb lomme, der er det aktive sted. Ud over de otte centrale β-tønder og otte perifere α-helixer indeholder ADA også fem yderligere spiraler: rester 19-76 fold i tre spiraler, der er placeret mellem β1 og α1 folder; og to antiparallelle carboxy-terminale spiraler er placeret på tværs af β-tønnens aminoterminal.

ADA -aktive stedet indeholder en zinkion, som er placeret i den dybeste fordybning af det aktive sted og koordineret af fem atomer fra His15, His17, His214, Asp295 og substratet. Zink er den eneste kofaktor, der er nødvendig for aktivitet.

Substratet, adenosin, stabiliseres og bindes til det aktive sted med ni hydrogenbindinger. Carboxylgruppen af ​​Glu217, stort set coplanar med substratpurinringen, er i position til at danne en hydrogenbinding med N1 i substratet. Carboxylgruppen i Asp296, også coplanar med substratet purinring, danner hydrogenbinding med N7 i substratet. NH -gruppen af ​​Gly184 er i position til at danne en hydrogenbinding med N3 i substratet. Asp296 danner bindinger både med Zn 2+ -ionen såvel som med 6-OH af substratet. His238 binder også hydrogen til substrat 6-OH. 3'-OH i substratet ribose danner en hydrogenbinding med Asp19, mens 5'-OH danner en hydrogenbinding med His17. Yderligere to hydrogenbindinger dannes til vandmolekyler ved åbningen af ​​det aktive sted ved hjælp af 2'-OH og 3'-OH i substratet.

På grund af recessering af det aktive sted inde i enzymet, er substratet, når det først er bundet, næsten fuldstændigt afsondret fra opløsningsmiddel. Substratets overfladeeksponering for opløsningsmiddel, når det er bundet, er 0,5% overfladeeksponeringen af ​​substratet i fri tilstand.

Reaktioner

ADA irreversibelt deaminerer adenosin, omdanne den til den relaterede nukleosid inosin ved substitution af amino -gruppe ved en ketogruppe.

Adenosin
Inosin

Inosin kan derefter deribosyleres (fjernes fra ribose ) af et andet enzym kaldet purinnukleosidphosphorylase (PNP), hvilket omdanner det til hypoxanthin .

Katalysemekanisme

Den foreslåede mekanisme til ADA-katalyseret deamination er stereospecifik additionseliminering via tetraedrisk mellemprodukt. Ved en hvilken som helst mekanisme aktiverer Zn 2+ som en stærk elektrofil et vandmolekyle, som deprotoneres af det basale Asp295 for at danne det angribende hydroxid. His238 orienterer vandmolekylet og stabiliserer ladningen af ​​det angribende hydroxid. Glu217 protoneres for at donere en proton til N1 i substratet.

Reaktionen er stereospecifik på grund af placeringen af ​​zink-, Asp295- og His238-resterne, som alle vender ud mod B-siden af ​​purinringen af ​​substratet.

Konkurrencedygtig hæmning er blevet observeret for ADA, hvor produktet inosin virker på den konkurrerende hæmmer af enzymatisk aktivitet.

Fungere

ADA betragtes som et af nøgleenzymerne til purinmetabolisme. Enzymet er fundet i bakterier, planter, hvirvelløse dyr, hvirveldyr og pattedyr med høj bevarelse af aminosyresekvens . Den høje grad af bevarelse af aminosyresekvensen antyder ADA's afgørende karakter i purin -bjærgningsvejen.

ADA hos mennesker er primært involveret i udviklingen og vedligeholdelsen af ​​immunsystemet. Imidlertid har ADA forening også blevet observeret med epitelcelle differentiering , neurotransmission , og drægtighed vedligeholdelse. Det er også blevet foreslået, at ADA ud over adenosinnedbrydning stimulerer frigivelse af excitatoriske aminosyrer og er nødvendig for koblingen af ​​A1 adenosinreceptorer og heterotrimeriske G -proteiner . Adenosindeaminase -mangel fører til lungefibrose, hvilket tyder på, at kronisk eksponering for høje niveauer af adenosin kan forværre betændelsesreaktioner frem for at undertrykke dem. Det er også blevet anerkendt, at adenosindeaminaseprotein og aktivitet er opreguleret i musehjerter, der overudtrykker HIF1α , hvilket til dels forklarer de svækkede niveauer af adenosin i HIF-1α, der udtrykker hjerter under iskæmisk stress.

Patologi

Nogle mutationer i genet for adenosindeaminase får det til ikke at blive udtrykt. Den resulterende mangel er en årsag til alvorlig kombineret immundefekt (SCID), især for autosomal recessiv arv. Mangelfulde niveauer af ADA har også været forbundet med lungebetændelse, thymisk celledød og defekt T-celle receptorsignalering.

Omvendt er mutationer, der får dette enzym til at blive overudtrykt, en årsag til hæmolytisk anæmi .

Der er tegn på, at en anden allel (ADA2) kan føre til autisme .

Forhøjede niveauer af ADA har også været forbundet med AIDS .

Isoformer

Der er 2 isoformer af ADA: ADA1 og ADA2.

  • ADA1 findes i de fleste kropsceller, især lymfocytter og makrofager , hvor den ikke kun er til stede i cytosolen og kernen, men også som ektoformen på cellemembranen knyttet til dipeptidylpeptidase-4 (aka, CD26). ADA1 er hovedsageligt involveret i intracellulær aktivitet og eksisterer både i lille form (monomer) og stor form (dimer). Interkonvertering af små til store former reguleres af en 'konverteringsfaktor' i lungen.
  • ADA2 blev først identificeret i human milt. Det blev efterfølgende fundet i andre væv, herunder makrofagen, hvor det eksisterer samtidigt med ADA1. De to isoformer regulerer forholdet mellem adenosin og deoxyadenosin, der forstærker drabet på parasitter. ADA2 findes overvejende i det humane plasma og serum og eksisterer udelukkende som en homodimer.

Klinisk betydning

ADA2 er den dominerende form, der findes i humant blodplasma og øges i mange sygdomme, især dem, der er forbundet med immunsystemet: f.eks. Leddegigt , psoriasis og sarkoidose . Plasma ADA2 isoform øges også i de fleste kræftformer. ADA2 er ikke allestedsnærværende, men eksisterer kun med ADA1 i monocytter-makrofager.

Total plasma ADA kan måles ved hjælp af højtydende væskekromatografi eller enzymatiske eller kolorimetriske teknikker. Måske er det enkleste system måling af ammoniak frigivet fra adenosin, når det nedbrydes til inosin. Efter inkubation af plasma med en bufret opløsning af adenosin omsættes ammoniakken med et Berthelot -reagens til dannelse af en blå farve, der er proportionel med mængden af ​​enzymaktivitet. For at måle ADA2 tilsættes erythro-9- (2-hydroxy-3-nonyl) adenin (EHNA) før inkubation for at hæmme den enzymatiske aktivitet af ADA1. Det er fraværet af ADA1, der forårsager SCID .

ADA kan også bruges til oparbejdning af lymfocytisk pleural effusion eller peritoneal ascites , idet sådanne prøver med lave ADA -niveauer i det væsentlige udelukker tuberkulose fra betragtning.

Tuberkulose pleural effusion kan nu diagnosticeres præcist ved øgede niveauer af pleuralvæske adenosindeaminase, over 40 U pr. Liter.

Cladribine og Pentostatin er anti-neoplastiske midler, der anvendes til behandling af hårcelleleukæmi ; deres virkningsmekanisme er inhibering af adenosindeaminase.

Se også

Referencer

Yderligere læsning

eksterne links