プロトポルフィリノーゲン酸化酵素

プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼまたはプロトックスは、ヒトではPPOX遺伝子によってコードされる酵素である。^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]}

プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼは、プロトポルフィリンIXの生合成における7番目のステップを担っています。このポルフィリンは、動物の酸素運搬体であるヘモグロビンと、植物の色素であるクロロフィルの前駆体です。この酵素は、プロトポルフィリノーゲンIX（ヘム生成の6番目のステップの生成物）の脱水素（水素原子の除去）を触媒してプロトポルフィリンIXを生成します。プロトポルフィリンIXがヘムになるには、さらに別の酵素による修飾が必要です。この酵素の阻害は、一部の除草剤で用いられる戦略の一つです。

PPOX遺伝子は、第1染色体の長腕（q腕）の22番目の位置、塩基対157,949,266から塩基対157,954,082に位置している。

この遺伝子は、プロトポルフィリノーゲンIXの6電子酸化を触媒してプロトポルフィリンIXを生成する、ヘム生合成の最後から2番目の酵素をコードしている。^{[ 8 ]}

プロトポルフィリノーゲンIX

 

3 O ₂

3 _H₂O₂​_​

3 O ₂

3 _H₂O₂​_​

 

プロトポルフィリンIX

このタンパク質は、ミトコンドリア内膜の外表面に関連するフラボタンパク質である。^{[ 7 ]}

以下の遺伝子は、ヘム生合成経路の様々な段階を触媒する酵素をコードしている。

• ALAD : アミノレブリン酸、デルタ、デヒドラターゼ
• ALAS1：アミノレブリン酸デルタ-シンターゼ1
• ALAS2：アミノレブリン酸デルタシンターゼ2（鉄芽球性／低色素性貧血）
• CPOX：コプロポルフィリノーゲンオキシダーゼ
• FECH：フェロケラターゼ（プロトポルフィリン症）
• HMBS：ヒドロキシメチルビランシンターゼ
• PPOX：プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼ
• UROD：ウロポルフィリノーゲン脱炭酸酵素
• UROS：ウロポルフィリノーゲンIIIシンターゼ（先天性赤芽球性ポルフィリン症）

多形性ポルフィリン症は、PPOX遺伝子の変異によって引き起こされます。PPOX遺伝子には、多形性ポルフィリン症を引き起こす可能性のある100種類以上の変異が特定されています。そのうちの1つ、 59番目のアミノ酸がアルギニンからトリプトファンに置換される変異（Arg59TrpまたはR59Wとも表記される）は、南アフリカの多形性ポルフィリン症患者の約95%に見られます。PPOX遺伝子の変異は、この遺伝子によって作られる酵素の活性を低下させ、ヘム生成の副産物が体内に蓄積する原因となります。この蓄積は、非遺伝的要因（特定の薬剤、アルコール、ダイエットなど）と相まって、このタイプのポルフィリン症を引き起こします。

プロトポルフィリノーゲンオキシダーゼの阻害は、ニトロフェニルエーテルのアシフルオルフェンやフォメサフェン、ピリミジンジオンであるブタフェナシルやサフルフェナシルなど、いくつかの市販除草剤の作用機序である。処理の目に見える症状は、葉緑素欠乏と乾燥である。この損傷は、テトラピロール生合成経路内のプロトックスを阻害することにより、植物細胞内にプロトポルフィリンIXが蓄積することによって引き起こされる。^{[ 9 ]}これは強力な光増感剤であり、酸素を活性化し、脂質過酸化を引き起こす。このプロセスで植物を枯死させるには、光と酸素の両方が必要である。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

• ポルフィリン

• PDBe-KBは、ヒトプロトポルフィリノーゲンオキシダーゼのPDBに登録されているすべての構造情報の概要を提供します。