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| ホルムアルデヒド脱水素酵素 | |||||||||
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 ホルムアルデヒド脱水素酵素ホモテトラマー、シュードモナス・プチダ | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 1.2.1.46 | ||||||||
| CAS番号 | 9028-84-6 | ||||||||
| データベース | |||||||||
| インテンズ | IntEnzビュー | ||||||||
| ブレンダ | BRENDAエントリー | ||||||||
| エクスパス | NiceZyme ビュー | ||||||||
| ケッグ | KEGGエントリー | ||||||||
| メタサイク | 代謝経路 | ||||||||
| プリアモス | プロフィール | ||||||||
| PDB構造 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
| 遺伝子オントロジー | アミゴー / クイックゴー | ||||||||
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酵素学では、ホルムアルデヒド脱水素酵素（EC 1.2.1.46）は、化学反応を触媒する酵素である。
- ホルムアルデヒド + NAD + + H 2 Oギ酸 + NADH + H +
この酵素の3 つの基質はホルムアルデヒド、NAD +、H 2 Oであり、3 つの生成物はギ酸、NADH、H +です。
この酵素は酸化還元酵素のファミリーに属し、特にNAD+またはNADP+を受容体として供与体のアルデヒドまたはオキソ基に作用します。この酵素クラスの系統名は、ホルムアルデヒド:NAD+酸化還元酵素です。一般的に使用される他の名前には、NAD+結合ホルムアルデヒド脱水素酵素、s-ニトロソグルタチオン還元酵素（GSNO還元酵素）、およびNAD+依存性ホルムアルデヒド脱水素酵素があります。この酵素はメタン代謝に関与します。
ユビキタス機能
S-ニトロソグルタチオン還元酵素（GSNOR）は、ヒトのADH5遺伝子によってコードされるクラスIIIアルコール脱水素酵素（ADH）です。これは、植物と動物の両方で普遍的に発現している原始的なADHです。GSNORは、S-ニトロソグルタチオン（GSNO）を不安定な中間体であるS-ヒドロキシルアミノグルタチオンに還元し、これが再配置されてグルタチオンスルフィナミドを形成するか、またはGSHの存在下では、酸化グルタチオン（GSSG）とヒドロキシルアミンを形成します。[1] [2] [3]この異化プロセスを通じて、GSNORはGSNOの細胞内濃度を調節し、内因性S-ニトロソチオールのレベルの調節とタンパク質のS-ニトロシル化に基づくシグナル伝達の制御に中心的な役割を果たします。S-ニトロシル化に基づくシグナル伝達の例として、Barglowらは、 GSNOはシステイン62で選択的にS-ニトロシル化して還元チオレドキシンのS-ニトロシル化を行うことが示されています。 [4]ニトロシル化されたチオレドキシンは、タンパク質間相互作用を介してカスパーゼ3の活性部位システインをトランスニトロシル化し、カスパーゼ3を不活性化してアポトーシスの誘導を防ぎます。[5]
NOレベルとシグナル伝達の調節に関与する酵素であるため、多面的効果がGSNORノックアウトモデルで観察される。酵母とマウスの両方からGSNOR遺伝子を削除すると、細胞内のGSNOとニトロシル化タンパク質のレベルが増加し、酵母細胞はニトロソ化ストレスに対する感受性が高まった。[6]ヌルマウスでは、S-ニトロソ化タンパク質のレベルの上昇、肺と心臓のβアドレナリン受容体の数の増加、[7] β2アドレナリン受容体作動薬に対するタキフィラキシーの減少、メタコリンとアレルゲン刺激に対する低反応性、冠動脈閉塞後の梗塞サイズの縮小が見られる。[8] [9]さらに、ヌルマウスは細菌またはエンドトキシン刺激後の組織損傷と死亡率の増加を示し、麻酔下では低血圧であるが意識のある状態では正常血圧である。[10]アルコール脱水素酵素活性に関連して、GSNOR欠損マウスはホルムアルデヒドのLD50が30%減少し、レチノールの代謝能力が低下しているが、これらの研究から、これらの化合物の代謝には他の経路が存在することは明らかである。[11] [12]
病気における役割
GSNORは喘息などの呼吸器疾患において重要な役割を果たす可能性があることが示されています。GSNORの発現は、肺胞内層液中のS-ニトロソチオール（SNO）濃度と逆相関しており、軽症喘息患者では健常者と比較してメタコリン投与に対する反応性と相関しています。 [13]さらに、呼吸不全を伴う喘息の小児では、選択的手術を受ける健常小児と比較して気管洗浄液中のSNO濃度が低下しており、喘息患者では抗原にさらされるとNO種が増加します。[14]
非アルコール性脂肪肝炎（NASH）患者のADH遺伝子発現を評価すると、すべてのADHのレベルの上昇が見られ、主にADH1とADH4（最大40倍の増加）が見られました。ADH5では遺伝子発現が約4倍増加しました。[15]
構造研究
2007 年末現在、このクラスの酵素の構造はPDBアクセス コード 1KOLで 1 つだけ解明されています。
参考文献
- ^ Jensen DE、 Belka GK、 Du Bois GC（1998年4月）。「S-ニトロソグルタチオンはラットアルコール脱水素酵素クラスIIIアイソザイムの基質である」。Biochem . J. 331 （ 2 ）：659–68。doi ：10.1042/bj3310659。PMC 1219401。PMID 9531510。
- ^ Hedberg JJ、Griffiths WJ、Nilsson SJ、Höög JO (2003 年 3 月)。「ヒトアルコール脱水素酵素 3 による S-ニトロソグルタチオンの還元は、エレクトロスプレー質量分析法による分析では不可逆反応である」。Eur . J. Biochem . 270 (6): 1249–56. doi : 10.1046/j.1432-1033.2003.03486.x . PMID 12631283。
- ^ Staab CA、Alander J、Morgenstern R、Grafstrom RC、Höög JO (2009 年 3 月)。 「アルコール脱水素酵素 3 のヤヌスの顔」。化学。バイオル。交流する。178 (1-3): 29-35。Bibcode :2009CBI...178...29S。土井：10.1016/j.cbi.2008.10.050。PMID 19038239。
- ^ Barglow KT, Knutson CG, Wishnok JS, Tannenbaum SR, Marletta MA (2011 年 8 月). 「チオレドキシンの部位特異的かつ酸化還元制御された S-ニトロソ化」Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 108 (35): E600–6. doi : 10.1073/pnas.1110736108 . PMC 3167493 . PMID 21849622.
- ^ Mitchell DA、Marletta MA (2005 年 8 月)。「チオレドキシンはカスパーゼ 3 活性部位システインの S-ニトロソ化を触媒する」。Nat . Chem. Biol . 1 (3): 154–8. doi :10.1038/nchembio720. PMID 16408020. S2CID 25237455。
- ^ Liu L、Hausladen A、Zeng M、Que L、Heitman J、Stamler JS (2001 年 3 月)。「細菌からヒトまで保存されている S-ニトロソチオールの代謝酵素」。Nature . 410 ( 6827 ) : 490–4。Bibcode :2001Natur.410..490L。doi : 10.1038/35068596。PMID 11260719。S2CID 21280374。
- ^ Whalen EJ、Foster MW、Matsumoto A、Ozawa K、Violin JD、Que LG、Nelson CD、Benhar M、Keys JR、Rockman HA、Koch WJ、Daaka Y、Lefkowitz RJ、Stamler JS (2007 年 5 月)。「G タンパク質結合受容体キナーゼ 2 の S ニトロシル化によるベータアドレナリン受容体シグナル伝達の制御」。Cell . 129 ( 3): 511–22. doi : 10.1016/j.cell.2007.02.046 . PMID 17482545. S2CID 14171859。
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- ^ Deltour L、Foglio MH、Duester G (1999 年 6 月)。「アルコール脱水素酵素 Adh1、Adh3、および Adh4 ヌル変異マウスの代謝不全。エタノールクリアランスおよびレチノールからレチノイン酸への代謝における Adh1 と Adh4 の重複役割」。J . Biol . Chem . 274 (24): 16796–801。doi : 10.1074/jbc.274.24.16796。PMID 10358022。
- ^ Que LG、Yang Z、Stamler JS、Lugogo NL、Kraft M (2009 年 8 月)。「S-ニトロソグルタチオン還元酵素: ヒト喘息の重要な調節因子」。Am . J. Respir. Crit. Care Med . 180 (3): 226–31. doi :10.1164/rccm.200901-0158OC. PMC 2724715. PMID 19395503 。
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- ^ Baker SS, Baker RD, Liu W, Nowak NJ, Zhu L (2010). 「非アルコール性脂肪肝炎におけるアルコール代謝の役割」. PLOS ONE . 5 (3): e9570. Bibcode :2010PLoSO...5.9570B. doi : 10.1371/journal.pone.0009570 . PMC 2833196. PMID 20221393 .
