GTPシクロヒドロラーゼI

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国立情報学研究所	タンパク質

	GTPCH によって実行される化学反応。変換に関連する重要な炭素には、参照用に番号が付けられています。
識別子
EC番号	3.5.4.16
CAS番号	37289-19-3
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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国立情報学研究所	タンパク質

GCH1
利用可能な構造
ＰＤＢ	オルソログ検索: PDBe RCSB
PDB IDコードのリスト
	1FB1
識別子
エイリアス	GCH1、DYT14、DYT5、DYT5a、GCH、GTP-CH-1、GTPCH1、HPABH4B、GTP シクロヒドロラーゼ 1
外部ID	オミム：600225; MGI : 95675;ホモロジーン: 132;ジーンカード：GCH1; OMA :GCH1 - オルソログ
遺伝子の位置（ヒト）
クロ。	染色体14（ヒト）
終わり	54,902,826 bp
遺伝子の位置（マウス）
クロ。	14番染色体（マウス）
終わり	47,426,870 bp
RNA発現パターン
	トップの表現
	二次卵母細胞; ; ベータ細胞; ; 小腸粘膜; ; 腎臓尿細管; ; 軟骨組織; ; 眼瞼結膜; ; 単核細胞; ; 単球; ; 鼻咽頭上皮; ; 肝臓の右葉;
	トップの表現
	上頸部神経節; ; 松果体; ; 肝臓の左葉; ; ランゲルハンス島; ; 受精卵; ; 原腸胚; ; 幽門洞; ; 二次卵母細胞; ; 積雲細胞; ; 脛骨大腿関節;
	参照表現データの詳細
	参照表現データの詳細
遺伝子オントロジー
分子機能	ヌクレオチド結合; カルシウムイオン結合; タンパク質ホモ二量体化活性; 亜鉛イオン結合; GTP結合; 金属イオン結合; タンパク質結合; 触媒活性; 加水分解酵素活性; GTPシクロヒドロラーゼI活性; マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ結合; GTPase活性; GTP依存性タンパク質結合; 翻訳開始因子結合;
細胞成分	細胞質; 細胞質; 核膜; 核質; 細胞質小胞; 核; ニューロン投射末端; タンパク質含有複合体;
生物学的プロセス	一酸化窒素の生合成プロセス; インターフェロンガンマに対する反応; 姿勢を制御する神経筋プロセス; タンパク質ヘテロオリゴマー化; 血圧の負の調節; ドーパミン生合成プロセス; 肺血圧の調節; 血管拡張; プテリジン含有化合物の生合成プロセス; 7,8-ジヒドロネオプテリン 3'-三リン酸の生合成過程; ジヒドロビオプテリン代謝プロセス; 血圧の調節; 腫瘍壊死因子に対する反応; テトラヒドロ葉酸の生合成プロセス; リポ多糖類に対する反応; 一酸化窒素合成酵素活性の正の調節; 痛みに対する反応; テトラヒドロビオプテリンの生合成過程; 代謝; タンパク質ホモオリゴマー化; スーパーオキシドラジカルの除去の調節; 心拍数の積極的な調節; タンパク質を含む複合体アセンブリ;
	出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
	2643
	14528
	ENSG00000131979
	ENSMUSG00000037580
	P30793
	Q05915
	NM_000161 ; NM_001024024 ; NM_001024070 ; NM_001024071
	NM_008102
	NP_000152 ; NP_001019195 ; NP_001019241 ; NP_001019242
	NP_032128
	ウィキデータ
人間の表示/編集	マウスの表示/編集

GTP シクロヒドロラーゼ I ( GTPCH ) ( EC 3.5.4.16) は、 GTP シクロヒドロラーゼファミリーの酵素のメンバーです。GTPCH は、葉酸およびビオプテリンの生合成経路の一部です。グアノシン三リン酸(GTP)を加水分解して7,8-ジヒドロネオプテリン三リン酸(7,8-DHNP-3'-TP、7,8-NH ₂ -3'-TP)を形成します。

遺伝子

GTPCHはGCH1遺伝子によってコードされている。異なるアイソフォームをコードするいくつかの選択的スプライシング転写変異体が報告されているが、すべての変異体が機能的な酵素を生み出すわけではない。^[5]

臨床的意義

この遺伝子には、少なくとも94の疾患を引き起こす変異が発見されています。[ ^{6]この遺伝子の} 変異は、常染色体劣性GTPシクロヒドロラーゼI欠損症と常染色体優性GTPシクロヒドロラーゼI欠損症の2つの疾患に関連しています。これらは、悪性フェニルケトン尿症（PKU）と高フェニルアラニン血症（HPA）^{[5]を呈し、特定の神経伝達物質（}ドーパミン、ノルエピネフリン、エピネフリン、セロトニン）の欠乏につながります。GTPシクロヒドロラーゼIの2つの対立遺伝子のうち1つだけに変異がある優性形態は、小児期発症のジストニアを特徴とするドーパミン反応性ジストニアを引き起こします。劣性型の患者は、GTPシクロヒドロラーゼIの両方の対立遺伝子に変異がある。患者は、体幹低緊張、四肢高緊張、異常運動、振戦、けいれん、時には自律神経機能障害を伴う発達遅延および神経機能障害を呈する。^[7]治療に対する反応はさまざまであり、長期的および機能的転帰は不明である。これらの疾患の疫学、遺伝子型/表現型の相関関係および転帰、患者の生活の質への影響についての理解を深め、診断および治療戦略を評価するための基礎を提供するために、非営利の神経伝達物質関連疾患に関する国際ワーキンググループ（iNTD）によって患者登録が確立された。^[8]

関数

転写されたタンパク質は、テトラヒドロビオプテリン(THB、BH ₄ ) 生合成における最初の律速酵素であり、GTP から 7,8-DHNP-3'-TP への変換を触媒します。THB は、モノアミン神経伝達物質であるセロトニン(5-ヒドロキシトリプタミン (5-HT))、メラトニン、ドーパミン、ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)、エピネフリン(アドレナリン)、および一酸化窒素(NO) の生合成において、芳香族アミノ酸ヒドロキシラーゼ (AAAH) および一酸化窒素シンターゼ( NOS )酵素に必要な必須補因子です。^[^{出典が必要}^]

GTPCH（GCH1）とテトラヒドロビオプテリンは、フェロプトーシスによる細胞死を防ぐことがわかった。テトラヒドロビオプテリン（BH4 _）は、酸化ストレスに抵抗し、癌細胞の生存を可能にする強力で拡散可能な抗酸化物質として作用する。^[9]

参照

参考文献

^ abc GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000131979 – Ensembl、2017 年 5 月
^ abc GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000037580 – Ensembl、2017 年 5 月
^ 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
^ 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。
^ ab 「Entrez 遺伝子: GCH1 GTP シクロヒドロラーゼ 1 (DOPA 反応性ジストニア)」。
^ Šimčíková D, Heneberg P (2019年12月). 「メンデル性疾患の発現に関する臨床的証拠に基づく進化医学予測の改良」. Scientific Reports . 9 (1): 18577. Bibcode :2019NatSR...918577S. doi :10.1038/s41598-019-54976-4. PMC 6901466. PMID 31819097 .
^ Longo N (2009年6月). 「ビオプテリン代謝障害」.遺伝性代謝疾患ジャーナル. 32 (3): 333–42. doi :10.1007/s10545-009-1067-2. PMID 19234759. S2CID 13117236.
^ 「患者登録」。
^ Kraft VA、Bezjian CT、Pfeiffer S、Ringelstetter L、Müller C、Zandkarimi F、Merl-Pham J、Bao X、Anastasov N、Kössl J、Brandner S、Daniels JD、Schmitt-Kopplin P、Hauck SM、Stockwell BR、Hadian K、Schick JA（2020年1月）。「GTPシクロヒドロラーゼ1/テトラヒドロビオプテリンは脂質リモデリングを介してフェロプトーシスに対抗する」ACS Central Science。6 （ 1 ）：41–53。doi ： 10.1021 /acscentsci.9b01063。PMC 6978838。PMID 31989025。

さらに読む

Voet JG、Voet D (2004)。生化学。ニューヨーク：J.ワイリー＆サンズ。ISBN 0-471-39223-5。

外部リンク

米国国立医学図書館の医学主題標目表(MeSH)における GTP+シクロヒドロラーゼ+I
GTPシクロヒドロラーゼ1欠損ドーパ反応性ジストニアに関するGeneReviews/NCBI/NIH/UWエントリ
PDBe-KBの UniProt : P30793 (ヒト GTP シクロヒドロラーゼ 1)のPDBで入手可能なすべての構造情報の概要。

[refGRCh38Ensembl-1] GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000131979 – Ensembl、2017 年 5 月

[refGRCm38Ensembl-2] GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000037580 – Ensembl、2017 年 5 月

[3] 「Human PubMed Reference:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。

[4] 「マウス PubMed リファレンス:」。国立生物工学情報センター、米国国立医学図書館。

[entrez-5] 「Entrez 遺伝子: GCH1 GTP シクロヒドロラーゼ 1 (DOPA 反応性ジストニア)」。

[Šimčíková_2019_-_supplementary_table_S7-6] Šimčíková D, Heneberg P (2019年12月). 「メンデル性疾患の発現に関する臨床的証拠に基づく進化医学予測の改良」. Scientific Reports . 9 (1): 18577. Bibcode :2019NatSR...918577S. doi :10.1038/s41598-019-54976-4. PMC 6901466. PMID 31819097 .

[7] Longo N (2009年6月). 「ビオプテリン代謝障害」.遺伝性代謝疾患ジャーナル. 32 (3): 333–42. doi :10.1007/s10545-009-1067-2. PMID 19234759. S2CID 13117236.

[8] 「患者登録」。

[9] Kraft VA、Bezjian CT、Pfeiffer S、Ringelstetter L、Müller C、Zandkarimi F、Merl-Pham J、Bao X、Anastasov N、Kössl J、Brandner S、Daniels JD、Schmitt-Kopplin P、Hauck SM、Stockwell BR、Hadian K、Schick JA（2020年1月）。「GTPシクロヒドロラーゼ1/テトラヒドロビオプテリンは脂質リモデリングを介してフェロプトーシスに対抗する」ACS Central Science。6 （ 1 ）：41–53。doi ： 10.1021 /acscentsci.9b01063。PMC 6978838。PMID 31989025。