5'-нуклеотидаза ( EC 3.1.3.5 ) представляет собой фермент, который катализирует фосфорилитическое расщепление 5'-нуклеотидов . [2] Хотя первоначально 5'-нуклеотидаза была обнаружена в змеином яде, [3] она была описана для бактерий и растительных клеток и широко распространена в тканях позвоночных. [4] В клетках млекопитающих фермент преимущественно расположен в плазматической мембране, и его основная роль заключается в превращении внеклеточных нуклеотидов (например, 5'-AMP), которые обычно непроницаемы, в соответствующий нуклеозид (например, аденозин), который легко может входят в большинство ячеек. [5] Следовательно, фермент играет ключевую роль в метаболизме нуклеотидов.
5'-нуклеотидаза | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||||
ЕС нет. | 3.1.3.5 | |||||||
№ CAS | 9027-73-0 | |||||||
Базы данных | ||||||||
IntEnz | Просмотр IntEnz | |||||||
BRENDA | BRENDA запись | |||||||
ExPASy | Просмотр NiceZyme | |||||||
КЕГГ | Запись в KEGG | |||||||
MetaCyc | метаболический путь | |||||||
ПРИАМ | профиль | |||||||
Структуры PDB | RCSB PDB PDBe PDBsum | |||||||
|
Фермент обладает широкой субстратной специфичностью к нуклеотидам и, как было показано, быстро гидролизует 5'-нуклеотиды, медленно - рибозо-5-фосфат и другие сложные эфиры фосфата - чрезвычайно медленно (если вообще). [6]
Например, фермент 5'-нуклеотидаза катализирует следующие химические реакции
Катализируемая 5'- нуклеотидазой реакция нуклеотида AMP с нуклеозидом аденозина показана ниже:
Номенклатура
- Рекомендуемое название: 5'-нуклеотидаза.
- Систематическое название: 5'рибонуклеотидфосфогидролаза.
- Синонимы: 5NT, «уридин - 5'-нуклеотидазы , 5'-адениловой фосфатазы , аденозин 5'-фосфатазы , АМФ фосфатазы , аденозин monophosphatase , 5'-mononucleotidase , AMPase , UMPase , змеиный яд 5'-нуклеотидазы , thimidine монофосфат нуклеотидазы , 5 '-АМПаза , 5'-АМФ-нуклеотидаза , АМФ-фосфогидролаза , ИМФ-5'-нуклеотидаза ) . [7] [8] [9]
Состав
Активный сайт
Исследования растворимой формы экто-5'-нуклеотидазы человека без GPI- якоря показали, что C-концевой домен удерживает субстрат-связывающий карман и что ароматический пуриновый мотив субстрата расположен между двумя остатками фенилаланина. [10] Кроме того, был предложен каталитический механизм, включающий последовательную нуклеофильную атаку гидроксильной группой, которая координируется цинком на фосфор субстрата, при этом нуклеозид действует как уходящая группа. [10]
Мембраносвязанные и растворимые формы
Исследования 5'-нуклеотидаз млекопитающих показали, что существует по крайней мере четыре различных формы фермента 5'-нуклеотидазы: одна мембраносвязанная форма и три растворимые формы. [4] Связанная с мембраной форма прикрепляется к плазматической мембране через GPI на ее С-конце. [4] Одна из растворимых форм, по-видимому, происходит от GPI-заякоренной экс-5'-нуклеотидазы и имеет внеклеточную локализацию. [4] Две цитозольные формы фермента имеют схожие характеристики, но их можно различать на основе их предпочтительного сродства к нуклеотидным субстратам. [4] GPI-заякоренная форма существует в виде димера с двумя субъединицами, связанными через дисульфидный мостик. Растворимые формы могут существовать в виде димеров или тетрамеров. Обычно по крайней мере 50% фермента находится в форме, связанной с поверхностью. [4]
Медицинское значение
5 'Анализ крови на нуклеотидазы
Концентрация белка 5'-нуклеотидазы в крови часто используется в качестве теста функции печени у людей, у которых наблюдаются признаки проблем с печенью. Комбинированные анализы активности сывороточной 5'-нуклеотизазы и щелочной фосфатазы ( ЩФ ) чрезвычайно полезны при дифференциальной диагностике, поскольку активность сывороточной 5'-нуклеотидазы повышается при обструктивных гепатобилиарных заболеваниях, но не при костных заболеваниях, тогда как активность АР сыворотки обычно повышается в обеих категориях. болезней. [11] Другими словами, тест используется, чтобы определить, вызван ли повышенный уровень белка повреждением скелета или повреждением печени. [12] Нормальный уровень 5'-нуклеотидазы составляет 2-17 единиц на литр. [13] Повышенный уровень может указывать на холестаз , разрушение клеток печени, гепатит (воспаление печени), ишемию печени, опухоль печени или прием препаратов, повреждающих печень. Беременность и некоторые лекарства (ацетаминофен, галотан, изониазид, метилдопа, нитрофурантоин) могут помешать проведению теста. [12] [13]
Этот тест также может называться тестом на уровни 5'NT в крови, тестом на уровни CDF73 в крови и тестом на уровни экто-5'-нуклеотидазы в крови. [12]
5'-нуклеотидаза лимфоцитов при иммунологических нарушениях
Экто-5'-нуклеотидаза считается маркером созревания Т-клеток и В-клеток . Это связано с тем, что активность фермента примерно в 10 раз выше у периферических Т-клеток, чем у тимоцитов , в 5-6 раз выше у взрослых периферических В-клеток, чем у плодных В-клеток, и практически отсутствует в не-Т-клетках и не-В клеточные лимфоциты. [5] [14] При иммунодефицитных заболеваниях с задержкой созревания лимфоцитов активность экс-5'-нуклеатидазы обычно низкая. [5] Такие заболевания включают тяжелый комбинированный иммунодефицит, синдром Вискотта – Олдрича , врожденную Х-сцепленную агаммаглобулинемию, селективный дефицит IgA и синдром приобретенного иммунодефицита ( СПИД ). [5] [15] [16] [17]
Отношение к отравлению свинцом
Многочисленные исследования показали, что активность пиримидин-5'-нуклеотидазы эритроцитов значительно снижена у пациентов с отравлением свинцом , и что активность пиримидин-5'-нуклеотидазы может использоваться как показатель отравления свинцом. [18] Считается, что индуцированный свинцом дефицит фермента в созревающих эритроидных клетках отвечает за базофильную штриховку и гемолиз аналогично патогенезу синдрома наследственной недостаточности ферментов. Механизм ингибирования 5'-нуклеотидазы при отравлении свинцом может вносить вклад в гемолитические синдромы, возникающие у пациентов с острым отравлением свинцом. [5] Поскольку активность пиримидин-5'NT эритроцитов ингибируется in vitro различными металлами (например, медью, цинком, кадмием, свинцом, ртутью и оловом), вероятно, что ингибирование пиримидин-5'-нуклеотидазы может способствовать развитию гемолитических синдромов. которые возникают у пациентов с острым отравлением этими металлами. [5] [19] [20]
Рекомендации
- ^ Кнапп К, М Zebisch, Pippel Дж, Эль-Tayeb А, Мюллер СЕ, Стратер Н (декабрь 2012). «Кристаллическая структура экто-5'-нуклеотидазы человека (CD73): понимание регуляции пуринергической передачи сигналов» . Структура . 20 (12): 2161–73. DOI : 10.1016 / j.str.2012.10.001 . PMID 23142347 .
- ^ Флейт Х., Конклин М., Стеббинс Р.Д., Зильбер Р. (декабрь 1975 г.). «Функция 5'-нуклеотидазы в захвате аденозина из AMP лимфоцитами человека» (PDF) . Журнал биологической химии . 250 (23): 8889–92. PMID 1194267 .
- ^ Рейс, Джулиан (1934). «Нуклеотидаза и ее связь с дезаминированием нуклеотидов в сердце и мышцах». Бюллетень общества биологических химикатов . 16 : 385–399.
- ^ а б в г д е Сидоров В.П. (1992). «[Факторы, влияющие на частоту исследовательских торакотомий при раке легких]» (PDF) . Грудная Хирургия . 285 (2): 84–7. DOI : 10.1042 / bj2850345 . PMC 1132794 . PMID 1132794 .
- ^ а б в г д е Сандерман Ф.В. (1990). «Клиническая биохимия 5'-нуклеотидазы» (PDF) . Летопись клинической и лабораторной науки . 20 (2): 123–39. PMID 2183704 .
- ^ Кошланд Д.Е., Спрингхорн СС (июль 1956 г.). «Механизм действия 5'-нуклеотидазы» . Журнал биологической химии . 221 (1): 469–76. PMID 13345835 .
- ^ Гулланд Дж. М., Джексон Е. М. (март 1938 г.). «5-нуклеотидаза» . Биохимический журнал . 32 (3): 597–601. DOI : 10.1042 / bj0320597 . PMC 1264072 . PMID 16746659 .
- ^ Хеппель Л.А., Хилмор Р.Дж. (февраль 1951 г.). «Очистка и свойства 5-нуклеотидазы». Журнал биологической химии . 188 (2): 665–76. PMID 14824154 .
- ^ Сигал Х.Л., Бреннер Б.М. (февраль 1960 г.). «5'-Нуклеотидаза микросом печени крысы». Журнал биологической химии . 235 : 471–4. PMID 14444527 .
- ^ а б в Heuts DP, Weissenborn MJ, Olkhov RV, Shaw AM, Gummadova J, Levy C, Scrutton NS (ноябрь 2012 г.). «Кристаллическая структура растворимой формы человеческого CD73 с экто-5'-нуклеотидазной активностью». ChemBioChem . 13 (16): 2384–91. DOI : 10.1002 / cbic.201200426 . PMID 22997138 .
- ^ Диксон Т.Ф., Пурдом М. (ноябрь 1954 г.). «Сывороточная 5-нуклеотидаза» . Журнал клинической патологии . 7 (4): 341–3. DOI : 10.1136 / jcp.7.4.341 . PMC 1023849 . PMID 13286361 .
- ^ а б в «5'Нуклеотидазный анализ крови» . DoveMed . Проверено 28 февраля +2016 .
- ^ а б Греко, Франк. «5'нуклеотидаза» . MedlinePlus . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 28 февраля +2016 .
- ^ Эдвардс Н.Л., Гельфанд Е.В., Бурк Л., Дош Х.М., Fox IH (июль 1979 г.). «Распределение 5'-нуклеотидазы в лимфоидных тканях человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 76 (7): 3474–6. DOI : 10.1073 / pnas.76.7.3474 . PMC 383848 . PMID 315065 .
- ^ Салазар-Гонсалес Дж. Ф., Moody DJ, Джорджи Дж. В., Мартинес-Маза О., Мицуясу Р. Т., Фэхи Дж. Л. (сентябрь 1985 г.). «Снижение активности экто-5'-нуклеотидазы и усиление экспрессии OKT10 и HLA-DR на лимфоцитах CD8 (Т-супрессор / цитотоксический) при синдроме приобретенного иммунодефицита: свидетельство незрелости клеток CD8». Журнал иммунологии . 135 (3): 1778–85. PMID 2991373 .
- ^ Webster AD, North M, Allsop J, Asherson GL, Watts RW (март 1978 г.). «Пуриновый метаболизм в лимфоцитах пациентов с первичной гипогаммаглобулинемией» . Клиническая и экспериментальная иммунология . 31 (3): 456–63. PMC 1541241 . PMID 207476 .
- ^ Босс Г. Р., Томпсон Л. Ф., О'Коннор Р. Д., Зиринг Р. В., Сигмиллер Д. Э. (апрель 1981 г.). «Дефицит экто-5'-нуклеотидазы: связь с дефицитом аденозиндезаминазы и отсутствие связи с токсичностью дезоксиаденозина». Клиническая иммунология и иммунопатология . 19 (1): 1–7. DOI : 10.1016 / 0090-1229 (81) 90042-8 . PMID 6260402 .
- ^ Палья Д.Е., Валентайн В.Н., Дальгрен Дж. Г. (ноябрь 1975 г.). «Влияние низкоуровневого воздействия свинца на пиримидин-5'-нуклеотидазу и другие ферменты эритроцитов. Возможная роль пиримидин-5'-нуклеотидазы в патогенезе свинцовой анемии» . Журнал клинических исследований . 56 (5): 1164–9. DOI : 10,1172 / jci108192 . PMC 301979 . PMID 1184742 .
- ^ Кук Л., Кубичек С., Стоос С., Угол С. (июнь 1988 г.). «Изоферменты пиримидин-5'-нуклеотидазы и дезоксинуклеотидазы эритроцитов: металлочувствительность и кинетика». Лекарственная и химическая токсикология . 11 (2): 195–213. DOI : 10.3109 / 01480548808998222 . PMID 2841083 .
- ^ Мохаммед-Брахим Б., Букет Дж. П., Бернар А., Лауверис Р. (февраль 1984 г.). «Влияние свинца, ртути и кадмия на ферментативную активность пиримидин-5'-нуклеотидазы эритроцитов in vitro». Письма токсикологии . 20 (2): 195–9. DOI : 10.1016 / 0378-4274 (84) 90147-4 . PMID 6320500 .
Внешние ссылки
- 5'-нуклеотидаза в медицинских предметных рубриках Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)