ラノステロール14α-デメチラーゼ

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構造	スイスモデル
ドメイン	インタープロ

シトクロム P450、ファミリー 51、サブファミリー A、ポリペプチド 1
シトクロム P450、ファミリー 51、サブファミリー A、ポリペプチド 1
識別子
シンボル	CYP51A1
代替記号	CYP51、P45014DM
NCBI遺伝子	1595
HGNC	2649
オミム	601637
参照シーケンス	NM_000786
ユニプロット	Q16850
その他のデータ
EC番号	1.14.14.154
軌跡	第7章 21.2-21.3
構造
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構造	スイスモデル
ドメイン	インタープロ

CYP51A1
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
	3JUS、3JUV、3LD6、4UHI、4UHL
識別子
エイリアス	CYP51A1、CP51、CYP51、CYPL1、LDM、P450-14DM、P450L1、シトクロム P450 ファミリー 51 サブファミリー A メンバー 1
外部ID	オミム：601637; MGI : 106040;ホモロジーン: 55488;ジーンカード：CYP51A1; OMA :CYP51A1 - オルソログ
遺伝子の位置（ヒト）
クロ。	7番染色体（ヒト）
終わり	92,134,803 bp
遺伝子の位置（マウス）
クロ。	5番染色体（マウス）
終わり	4,154,746 bp
RNA発現パターン
	トップの表現
	心室帯; ; ランゲルハンス島; ; 神経節隆起; ; 脳梁; ; C1セグメント; ; 右精巣; ; 十二指腸; ; 左精巣; ; 肝臓; ; 上前頭回;
	トップの表現
	胎児の尾; ; 性器結節; ; 近位尿細管; ; 右腎臓; ; 外耳の皮膚; ; 上頸部神経節; ; 人間の腎臓; ; 神経管; ; 心室帯; ; 坐骨神経;
	参照表現データの詳細
	該当なし
遺伝子オントロジー
分子機能	鉄イオン結合; 金属イオン結合; モノオキシゲナーゼ活性; ヘム結合; 酸化還元酵素活性、ペアドナーに作用し、分子状酸素の取り込みまたは還元を行う; 酸化還元酵素活性; ステロール14-脱メチラーゼ活性;
細胞成分	膜の不可欠な構成要素; 細胞小器官膜; 小胞体膜; 膜; 細胞内膜で囲まれた細胞小器官; 細胞膜; 小胞体;
生物学的プロセス	ステロイド代謝プロセス; ステロール生合成プロセス; 脂質代謝; コレステロール代謝プロセス; 24,25-ジヒドロラノステロールを介したコレステロール生合成プロセス; ステロール代謝プロセス; コレステロールの生合成プロセス; ステロイド生合成プロセス; 脱メチル化; コレステロール生合成プロセスの調節; タンパク質分解過程の負の調節; タンパク質分泌の抑制; アミロイドβ除去の負の調節;
	出典:Amigo / QuickGO
オルソログ
	1595
	13121
	ENSG00000001630
	ENSMUSG00000001467
	Q16850
	言語
	NM_001146152 ; NM_000786
	NM_020010
	NP_000777 ; NP_001139624
	NP_064394
	ウィキデータ
人間の表示/編集	マウスの表示/編集

ラノステロール 14α-脱メチラーゼ( CYP51A1 ) は、シトクロム P450 酵素の動物版であり、ラノステロールを4,4-ジメチルコレスタ-8(9),14,24-トリエン-3β-オールに変換する反応に関与しています。 ^[5]シトクロムP450 アイソザイムは、真核生物における有機物質の代謝や重要なステロイド、脂質、ビタミンの生合成において重要な役割を果たす、保存されたタンパク質群です。^[6]このファミリーの一員であるラノステロール 14α-脱メチラーゼは、ステロールの生合成において重要なステップを担っています。特に、このタンパク質はラノステロールからC-14α-メチル基を除去する反応を触媒します。^{[6]この脱メチル化ステップは、}ラノステロールを細胞内で広く使用されている他のステロールに変換する際の最初のチェックポイントと考えられています。^[6]

進化

シトクロムP450スーパーファミリーの構造的および機能的特性は、進化の過程で広範囲に多様化してきました。^{[7]最近の推定では、現在10の}クラスと267のCYPタンパク質ファミリーがあることが示されています。^[8] 14α-デメチラーゼまたはCYP51は、シトクロムの進化の歴史の初期に分岐し、それ以来、ステロール基質から14α-メチル基を除去するという機能を維持していると考えられています。^[7]

CYP51の作用様式はよく保存されているが、タンパク質の配列は生物界間で大きく異なっている。^[9]生物界間のCYP51配列の比較では、アミノ酸組成の類似性はわずか22～30%であることが明らかになった。^[10]

構造

14α-デメチラーゼの構造は生物によって大きく異なる可能性があるが、配列アラインメント解析により、真核生物で高度に保存されているタンパク質の6つの領域があることが明らかになった。^[10]これらには、基質結合空洞の表面を形成するB'ヘリックス、B'/Cループ、Cヘリックス、Iヘリックス、K/β1-4ループ、およびβストランド1-4の残基が含まれる。^[7]相同性モデリングにより、基質は、A'アルファヘリックスとβ4ループによって部分的に形成されるチャネルを介して、タンパク質の表面から酵素の埋め込まれた活性部位に移動することが明らかになった。^[11]^[12]最後に、活性部位にはヘム補欠分子族が含まれており、鉄は保存されたシステイン残基上の硫黄原子に結び付けられている。^[10]この基は、6番目の配位部位で二原子酸素にも結合し、最終的に基質に組み込まれる。^[10]

機構

ラノステロールの酵素触媒による脱メチル化は3段階で起こると考えられており、各段階では二原子酸素1分子とNADPH（または他の還元剤）1分子が必要です。^[13]最初の2段階では、14α-メチル基が典型的なシトクロム一酸素化を受け、1つの酸素原子が基質に取り込まれ、もう1つが水に還元され、ステロールがカルボキシアルコールに変換され、次にカルボキシアルデヒドに変換されます。^[10]その後、アルデヒドはギ酸として離脱し、同時に二重結合が導入されて脱メチル化生成物が生成されます。^[10]

参照

参考文献

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さらに読む

Bak S、Kahn RA、Olsen CE、Halkier BA (1997 年 2 月)。「Sorghum bicolor (L.) Moench の obtusifoliol 14 α-デメチラーゼのクローニングと Escherichia coli での発現。これは、真菌および哺乳類のステロール 14 α-デメチラーゼ (CYP51) と相同性のあるシトクロム P450 です」。The Plant Journal。11 ( 2 ): 191–201。doi : 10.1046/ j.1365-313X.1997.11020191.x。PMID 9076987。
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外部リンク

米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)におけるシトクロム + P-450 + CYP51

[refGRCh38Ensembl-1] GRCh38: Ensembl リリース 89: ENSG00000001630 – Ensembl、2017 年 5 月

[refGRCm38Ensembl-2] GRCm38: Ensembl リリース 89: ENSMUSG00000001467 – 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。

[5] 「4,4-ジメチルコレスタ-8,14,24-トリエノールのメタボカード（HMDB01023）」。ヒトメタボロームデータベース。2014年2月。

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[Podust_2007-12] Podust LM、von Kries JP、Eddine AN、Kim Y、Yermalitskaya LV、Kuehne R、他 (2007 年 11 月)。「ハイスループットスクリーニングによって特定され、X 線結晶構造解析によって定義された CYP51 阻害剤用の小分子骨格」。抗菌剤および化学療法。51 (11): 3915–23。doi :10.1128/AAC.00311-07。PMC 2151439。PMID 17846131。

[Vanden_Bossche_1998-13] ヴァンデン・ボッシェ H、コイマンズ L (1998). 「菌類のチトクロムP450」。真菌症。41 (補足 1): 32–8。土井：10.1111/j.1439-0507.1998.tb00581.x。PMID 9717384。S2CID 83821510 。