Adenozin deaminază - Adenosine deaminase

ADA
Adenozin deaminază 1VFL.png
Structuri disponibile
PDB Căutare Ortholog : PDBe RCSB
Identificatori
Aliasuri ADA , întrez: 100, Adenozin deaminază, ADA1
ID-uri externe OMIM : 608958 MGI : 87916 HomoloGene : 37249 GeneCards : ADA
Orthologs
Specii Uman Șoarece
Entrez
Ensemble
UniProt
RefSeq (ARNm)

NM_000022
NM_001322050
NM_001322051

NM_001272052
NM_007398

RefSeq (proteină)

NP_000013
NP_001308979
NP_001308980

NP_001258981
NP_031424

Locație (UCSC) Chr 20: 44,62 - 44,65 Mb Chr 2: 163,73 - 163,75 Mb
Căutare PubMed
Wikidata
Vizualizare / Editare umană Vizualizați / Editați mouse-ul
Adenozină / AMP deaminază
PDB 2amx EBI.jpg
structura cristalină a plasmodium yoelii adenozin deaminazei (py02076)
Identificatori
Simbol A_deaminase
Pfam PF00962
Clanul Pfam CL0034
InterPro IPR001365
PROSITE PDOC00419
SCOP2 1add / SCOPe / SUPFAM
CDD cd01320
Domeniul adenozin deaminază (editază)
Identificatori
Simbol A_deamin
Pfam PF02137
InterPro IPR002466
PROSITE PDOC00419
SCOP2 1add / SCOPe / SUPFAM
Adenozină / AMP deaminază N-terminală
Identificatori
Simbol A_deaminase_N
Pfam PF08451
InterPro IPR013659

Adenozin deaminaza (cunoscută și sub numele de adenozin aminohidrolază sau ADA ) este o enzimă ( EC 3.5.4.4 ) implicată în metabolismul purinelor . Este necesar pentru descompunerea adenozinei din alimente și pentru rotația acizilor nucleici din țesuturi.

Funcția sa principală la om este dezvoltarea și menținerea sistemului imunitar. Cu toate acestea, rolul fiziologic complet al ADA nu este încă complet înțeles.

Structura

ADA există atât sub formă mică (ca monomer), cât și sub formă mare (ca complex dimer). Sub formă de monomer, enzima este un lanț polipeptidic, pliat în opt fire de butoaie paralele α / β, care înconjoară un buzunar central adânc care este locul activ. În plus față de cele opt butoaie centrale β și opt helice α periferice , ADA conține și cinci elice suplimentare: reziduurile de 19-76 se împart în trei spirale, situate între pliurile β1 și α1; și două helice carboxi-terminale antiparalele sunt situate peste amino-terminalul barilului β.

Situl activ ADA conține un ion de zinc, care este situat în adâncimea cea mai adâncă a sitului activ și coordonat de cinci atomi din His15, His17, His214, Asp295 și substrat. Zincul este singurul cofactor necesar activității.

Substratul, adenozina, este stabilizat și legat de situsul activ prin nouă legături de hidrogen. Grupul carboxil al Glu217, aproximativ coplanar cu inelul purinic al substratului, este în poziția de a forma o legătură de hidrogen cu N1 a substratului. Grupul carboxil al Asp296, de asemenea coplanar cu inelul purinic al substratului, formează legătură de hidrogen cu N7 al substratului. Grupul NH al Gly184 este în poziția de a forma o legătură de hidrogen cu N3 a substratului. Asp296 formează legături atât cu ionul Zn 2+ , cât și cu 6-OH al substratului. His238 se leagă de asemenea de hidrogen la substratul 6-OH. 3'-OH al substratului riboză formează o legătură de hidrogen cu Asp19, în timp ce 5'-OH formează o legătură de hidrogen cu His17. Două legături suplimentare de hidrogen sunt formate la moleculele de apă, la deschiderea situsului activ, de către 2'-OH și 3'-OH ale substratului.

Datorită încastrării situsului activ din interiorul enzimei, substratul, odată legat, este aproape complet sechestrat din solvent. Expunerea la suprafață a substratului la solvent atunci când este legat este de 0,5% expunerea la suprafață a substratului în stare liberă.

Reacții

ADA dezaminează ireversibil adenozina, transformând-o în inozina nucleozidică aferentă prin substituirea grupării amino cu o grupare ceto.

Adenozină
Inozină

Inozina poate fi apoi deribosilată (eliminată din riboză ) de către o altă enzimă numită purină nucleozid fosforilază (PNP), transformând-o în hipoxantină .

Mecanismul catalizei

Mecanismul propus pentru dezaminarea catalizată de ADA este eliminarea-adăugare stereospecifică prin intermediar tetraedric. Prin oricare mecanism, Zn 2+ ca un electrofil puternic activează o moleculă de apă, care este deprotonată de Asp295 de bază pentru a forma hidroxidul de atac. His238 orientează molecula de apă și stabilizează sarcina hidroxidului atacant. Glu217 este protonat pentru a dona un proton la N1 al substratului.

Reacția este stereospecifică datorită localizării reziduurilor de zinc, Asp295 și His238, care toate se confruntă cu partea B a inelului de purină al substratului.

S-a observat inhibiție competitivă pentru ADA, în care produsul inozină acționează asupra inhibitorului competitiv al activității enzimatice.

Funcţie

ADA este considerată una dintre enzimele cheie ale metabolismului purinelor. Enzima a fost găsită la bacterii, plante, nevertebrate, vertebrate și mamifere, cu o conservare ridicată a secvenței de aminoacizi . Gradul ridicat de conservare a secvenței de aminoacizi sugerează natura crucială a ADA în calea de salvare a purinei.

În primul rând, ADA la om este implicat în dezvoltarea și menținerea sistemului imunitar. Cu toate acestea, asocierea ADA a fost observată și cu diferențierea celulelor epiteliale , neurotransmisia și întreținerea gestației . S-a propus, de asemenea, că ADA, în plus față de descompunerea adenozinei, stimulează eliberarea aminoacizilor excitatori și este necesară cuplării receptorilor de adenozină A1 și a proteinelor G heterotrimerice . Deficitul de adenozin deaminază duce la fibroză pulmonară, sugerând că expunerea cronică la niveluri ridicate de adenozină poate exacerba răspunsurile la inflamație, mai degrabă decât a le suprima. De asemenea, s-a recunoscut că proteina și activitatea adenozin deaminazei sunt reglate în sus în inimile șoarecilor care supraexprimă HIF1α , ceea ce explică parțial nivelurile atenuate de adenozină din inimile care exprimă HIF-1α în timpul stresului ischemic .

Patologie

Unele mutații ale genei pentru adenozin deaminază fac ca aceasta să nu fie exprimată. Deficiența rezultată este o cauză a imunodeficienței combinate severe (SCID), în special a moștenirii autozomale recesive. Nivelurile deficitare de ADA au fost, de asemenea, asociate cu inflamația pulmonară, moartea celulelor timice și semnalizarea defectă a receptorilor celulelor T.

În schimb, mutațiile care determină supraexprimarea acestei enzime sunt o cauză a anemiei hemolitice .

Există unele dovezi că o alelă diferită (ADA2) poate duce la autism .

Nivelurile crescute de ADA au fost, de asemenea, asociate cu SIDA .

Izoforme

Există 2 izoforme ale ADA: ADA1 și ADA2.

  • ADA1 se găsește în majoritatea celulelor corpului, în special în limfocite și macrofage , unde este prezent nu numai în citosol și nucleu, ci și ca forma ecto- pe membrana celulară atașată la dipeptidil peptidază-4 (aka, CD26). ADA1 este implicat în cea mai mare parte în activitatea intracelulară și există atât sub formă mică (monomer), cât și sub formă mare (dimer). Interconversia formelor mici spre mari este reglementată de un „factor de conversie” în plămâni.
  • ADA2 a fost identificat pentru prima dată în splina umană. Ulterior, a fost găsit în alte țesuturi, inclusiv macrofagul, unde coexista cu ADA1. Cele două izoforme reglează raportul dintre adenozină și dezoxiadenozină potențând uciderea paraziților. ADA2 se găsește predominant în plasma și serul uman și există doar ca homodimer.

Semnificația clinică

ADA2 este forma predominantă prezentă în plasma sanguină umană și este crescută în multe boli, în special în cele asociate sistemului imunitar: de exemplu artrita reumatoidă , psoriazisul și sarcoidoza . Izoforma ADA2 plasmatică este, de asemenea, crescută în majoritatea cancerelor. ADA2 nu este omniprezent, dar coexistă cu ADA1 numai în monocite-macrofage.

ADA plasmatică totală poate fi măsurată utilizând cromatografie lichidă de înaltă performanță sau tehnici enzimatice sau colorimetrice. Poate că cel mai simplu sistem este măsurarea amoniacului eliberat din adenozină atunci când este descompus în inozină. După incubarea plasmei cu o soluție tamponată de adenozină, amoniacul reacționează cu un reactiv Berthelot pentru a forma o culoare albastră care este proporțională cu cantitatea de activitate enzimatică. Pentru a măsura ADA2, se adaugă eritro-9- (2-hidroxi-3-nonil) adenină (EHNA) înainte de incubare, astfel încât să inhibe activitatea enzimatică a ADA1. Absența ADA1 este cea care provoacă SCID .

ADA poate fi, de asemenea, utilizat în procesul de revărsare pleurală limfocitară sau ascită peritoneală , în sensul că astfel de specimene cu niveluri scăzute de ADA exclude în mod esențial tuberculoza de la considerare.

Revărsările pleurale de tuberculoză pot fi acum diagnosticate cu precizie prin niveluri crescute de lichid pleural adenozin deaminază, peste 40 U pe litru.

Cladribina și pentostatina sunt agenți anti-neoplazici utilizați în tratamentul leucemiei cu celule păroase ; mecanismul lor de acțiune este inhibarea adenozin deaminazei.

Vezi si

Referințe

Lecturi suplimentare

linkuri externe

  • Localizarea genei umane ADA în browserul genomului UCSC .
  • Detalii despre gena umană ADA în UCSC Genome Browser .
  • PDBe-KB oferă o prezentare generală a tuturor informațiilor despre structură disponibile în PDB pentru adenozin deaminază umană
  • PDBe-KB oferă o prezentare generală a tuturor informațiilor despre structură disponibile în PDB pentru adenozin deaminază de șoarece