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| プロリン脱水素酵素 | |||||||||
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 プロリン脱水素酵素テトラマー、Bradyrhizobium diazoefficiens | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| EC番号 | 1.5.5.2 | ||||||||
| CAS番号 | 9050-70-8 | ||||||||
| 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、プロリン脱水素酵素（PRODH）（EC 1.5.5.2、旧称EC 1.5.99.8）は、酸化還元酵素ファミリーの酵素であり、プロリン分解中にL-プロリンを（S）-1-ピロリン-5-カルボキシレートに酸化する活性があります。この反応の最終生成物は、プロリン代謝の（S）-1-ピロリン-5-カルボキシレート脱水素酵素（P5CDH）依存性反応でさらに酸化されるか、オルニチンとアルギニン代謝の重要な代謝物であるオルニチンの生成に使用されます。この酵素クラスの系統名は、L-プロリン：キノン酸化還元酵素です。一般的に使用される他の名前には、L-プロリン脱水素酵素、L-プロリン酸化酵素、およびL-プロリン：（受容体）酸化還元酵素があります。これは、リボフラビン（ビタミン B2） を必要とする1 つの補因子、FAD を使用します。
プロリン脱水素酵素は、ヒトではPRODH [1] 遺伝子とPRODH2 [2]遺伝子によってコードされており、それぞれ22番染色体と19番染色体上に位置しています。これらの遺伝子の変異は、血液と尿中のプロリン濃度の上昇として現れる高プロリン血症を引き起こします。PRODHの欠乏は、統合失調症-4の感受性とも関連しています。[要出典]
構造
PRODH の三次構造は、相互作用する 2 つのタンパク質鎖で構成され、両方の鎖のアルファヘリックス間の相互作用によって接続されています。各タンパク質鎖は、酵素の酸化活性に必要な個別の FAD 補因子に結合します。FAD の結合は、補因子と 12 個のアミノ酸残基との間の静電的および非極性相互作用によって媒介されます。[3]一部の細菌では、PRODH 活性は、プロリン利用 A ( putA ) 遺伝子によってコードされる酵素の (S)-1-ピロリン-5-カルボキシレート脱水素酵素 (P5CDH) の活性と組み合わせて示されます。[4] 2 つの別々の酵素であるにもかかわらず、真核生物の PRODH と P5CDH は基質チャネリング機能も示します。[5]
関数
PRODH はプロリン分解の最初のステップである FAD 依存性プロリン酸化を触媒します。これは化学反応によって要約されます。
- L-プロリン + FAD (S)-1-ピロリン-5-カルボキシレート + FADH 2
PRODHはミトコンドリア内膜に位置し、反応の最終電子受容体であるユビキノンに電子を伝達する。この酵素の活性は内因性プロリン含有量を調節し、同時に電子伝達系に還元力を供給し、最終的にATPを生成する。[6]
植物では
PRODHは、非生物的ストレス下での水分損失を防ぐのに重要な浸透圧活性化合物であるプロリンの細胞内濃度の調節に極めて重要である。シロイヌナズナゲノムには、 PRODH1とPRODH2の2つのPRODHアイソフォームが含まれており、後者は浸透圧ストレスと生物的ストレスに反応して活性化する。[7] [8] L-プロリンから抽出された電子は電子伝達系に伝達されるため、PRODHの過剰な活性は電子伝達系に過負荷をかけ、活性酸素種（ROS）の生成につながり、生物的ストレス下での過敏反応の一因となる。
構造研究
2007 年末現在、このクラスの酵素については 9 つの構造が解明されており、PDBアクセス コードは 1K87、1TIW、1TJ0、1TJ1、1TJ2、1Y56、2FZM、2FZN、および 2G37 です。
参考文献
- ^ 「Entrez Gene: PRODH」. www.ncbi.nlm.nih.gov . 2021年10月5日閲覧。
- ^ 「Entrez Gene: PRODH2」。www.ncbi.nlm.nih.gov 。 2021年10月5日閲覧。
- ^ White TA、Krishnan N、 Becker DF 、 Tanner JJ (2007 年 5 月)。「Thermus thermophilus 由来の単機能プロリン脱水素酵素の構造と速度論」。The Journal of Biological Chemistry。282 ( 19): 14316–14327。doi : 10.1074/ jbc.m700912200。PMC 2708979。PMID 17344208。
- ^ Menzel R、 Roth J (1981 年 9 月)。「putA 遺伝子産物の精製。プロリンからグルタミン酸への 2 段階酸化を担う、サルモネラチフス菌由来の二機能性膜結合タンパク質」。The Journal of Biological Chemistry。256 ( 18): 9755–9761。doi : 10.1016/ S0021-9258 (19)68828-9。PMID 6270100。
- ^ Sanyal N、Arentson BW、Luo M、Tanner JJ、Becker DF (2015 年 1 月)。「プロリン分解酵素間の基質チャネリングに関する最初の証拠: タンパク質間相互作用を予測するためのドメイン融合分析の検証」。The Journal of Biological Chemistry。290 ( 4): 2225–2234。doi : 10.1074 / jbc.M114.625483。PMC 4303673。PMID 25492892。
- ^ Servet C、Ghelis T、Richard L、Zilberstein A 、Savoure A（2012年1月）。「プロリン脱水素酵素：細胞恒常性を制御する重要な酵素」。Frontiers in Bioscience。17（1）：607–620。doi ：10.2741/ 3947。PMID 22201764 。
- ^ Rizzi YS、Cecchini NM、Fabro G、Alvarez ME（2017年10月）。「生物栄養性病原体と壊死栄養性病原体の感染に対するアラビドプシスProDH1およびProDH2遺伝子の差別的制御と機能」。分子植物病理学。18（8）：1164–1174。doi ：10.1111/mpp.12470。PMC 6638284。PMID 27526663 。
- ^ Funck D、Eckard S、Müller G (2010 年4 月)。「シロイヌナズナにおける 2つの プロリン脱水素酵素アイソフォームの非冗長機能」。BMC Plant Biology。10 ( 1): 70。doi : 10.1186 / 1471-2229-10-70。PMC 3095344。PMID 20403182。
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