Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
ALDOB
Доступные конструкции
PDBОртолог поиск: PDBe RCSB
Список идентификационных кодов PDB

1QO5 , 1XDL , 1XDM

Идентификаторы
ПсевдонимыALDOB , Aldob, Aldo-2, Aldo2, BC016435, ALDB, альдолаза, фруктозобисфосфат B
Внешние идентификаторыOMIM: 612724 MGI: 87995 HomoloGene: 20060 Генные карты : ALDOB
Расположение гена (человек)
Хромосома 9 (человек)
Chr.Хромосома 9 (человека) [1]
Хромосома 9 (человек)
Геномное расположение ALDOB
Геномное расположение ALDOB
Группа9q31.1Начинать101 420 560 п.н. [1]
Конец101 449 664 п.н. [1]
Расположение гена (Мышь)
Хромосома 4 (мышь)
Chr.Хромосома 4 (мышь) [2]
Хромосома 4 (мышь)
Геномное расположение ALDOB
Геномное расположение ALDOB
Группа4 B1 | 4 26,57 смНачинать49 535 995 п.н. [2]
Конец49 549 546 п.н. [2]
Паттерн экспрессии РНК
PBB GE ALDOB 211357 s в формате fs.png

PBB GE ALDOB 204704 s в формате fs.png

PBB GE ALDOB 204705 x at fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Генная онтология
Молекулярная функция• фруктозо-1-фосфат альдолазы активности
• АТФазы связывания
• цитоскелет связывания с белками
• фруктозы связывания
• ГО: связывание белка 0001948
• каталитической активности
• лиазой активности
• идентичное связыванием с белками
• активность альдолазов фруктозо-бисфосфатом
Сотовый компонент• цитоплазма
• центриолярный сателлит
• центр организации микротрубочек
• внеклеточная экзосома
• цитоскелет
• цитозоль
Биологический процесс• глюконеогенез
• положительное регулирование активности АТФазы
• гликолитический процесс
• сборка вакуолярного протон-транспортирующего комплекса АТФазы V-типа
• канонический гликолиз
• катаболический процесс фруктозы до гидроксиацетонфосфата и глицеральдегид-3-фосфата
• метаболический процесс 1,6-бисфосфата фруктозы
• окисление НАДН
• процесс метаболизма фруктозы
Источники: Amigo / QuickGO
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

229

230163

Ансамбль

ENSG00000136872

ENSMUSG00000028307

UniProt

P05062

Q91Y97

RefSeq (мРНК)

NM_000035

NM_144903

RefSeq (белок)

NP_000026

NP_659152

Расположение (UCSC)Chr 9: 101,42 - 101,45 МбChr 4: 49,54 - 49,55 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Альдолаза B, также известная как фруктозобисфосфатальдолаза B или альдолаза печеночного типа, является одним из трех изоферментов (A, B и C) фермента фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы класса I (EC 4.1.2.13) и играет роль ключевая роль как в гликолизе, так и в глюконеогенезе . Общий фермент фруктозо-1,6-бисфосфатальдолаза катализирует обратимое расщепление фруктозо-1,6-бисфосфата (FBP) на глицеральдегид-3-фосфат и дигидроксиацетонфосфат (DHAP), а также обратимое расщепление фруктозо-1-фосфата (F1P) на глицеральдегиди дигидроксиацетонфосфат. У млекопитающих альдолаза B преимущественно экспрессируется в печени, тогда как альдолаза A экспрессируется в мышцах и эритроцитах, а альдолаза C экспрессируется в головном мозге. Незначительные различия в структуре изоферментов приводят к различной активности двух молекул субстрата: FBP и фруктозо-1-фосфата. Альдолаза B не проявляет никаких предпочтений и, таким образом, катализирует обе реакции, в то время как альдолазы A и C предпочитают FBP. [5]

У человека альдолаза B кодируется геном ALDOB , расположенным на хромосоме 9. Длина этого гена 14 500 пар оснований и 9 экзонов . [6] [7] [8] Дефекты этого гена были идентифицированы как причина наследственной непереносимости фруктозы (HFI). [9]

Механизм [ править ]

Альдольное расщепление фруктозо-1,6-бисфосфата альдолазой b демонстрирует различные продукты реакции, дигидроксиацетонфосфат и глицеральдегид-3-фосфат. Сокращения: DHAP - дигидроксиацетонфосфат; Fru1,6bP - фруктозо-1,6-бисфосфат; GAD - глицеральдегид-3-фосфат ».

Родовой фермент фруктозобисфосфатальдолаза расщепляет 6-углеродный фруктозный сахар на два 3-углеродных продукта в обратной альдольной реакции . Эта реакция характерна образованием основания Шиффа промежуточного с лизина остатком лизина (229) в активном центре фермента; образование основания Шиффа является ключевым отличием альдолаз класса I (продуцируемых животными) и класса II (продуцируемых грибами и бактериями). После образования основания Шиффа четвертая гидроксильная группа в основной цепи фруктозы затем депротонируется аспартатом.остаток (аспартат 33), что приводит к альдольному расщеплению. Гидролиз основания Шиффа дает два 3-углеродных продукта. В зависимости от реагента, F1P или FBP, продуктами являются DHAP и глицеральдегид или глицеральдегид-3-фосфат соответственно. [10]

ΔG ° 'этой реакции составляет +23,9 кДж / моль. Хотя реакция может показаться слишком тяжелой, чтобы происходить, следует отметить, что в физиологических условиях ΔG реакции падает до близкого к нулю или ниже нуля. Например, ΔG этой реакции в физиологических условиях в эритроцитах составляет -0,23 кДж / моль. [10]


Структура [ править ]

Альдолаза B - гомотетрамерный фермент, состоящий из четырех субъединиц с молекулярной массой 36 кДа с локальной симметрией 222. Каждая субъединица имеет молекулярную массу 36 кДа и содержит восьмицепочечный α / β цилиндр, который включает лизин 229 (аминокислота, образующая основание Шиффа, которая является ключевой для катализа). [11] [12]

Специфические для изоферментов области [ править ]

Хотя большая часть общей структуры фермента альдолазы сохраняется среди трех изоферментов, было выявлено, что четыре области общего фермента альдолазы сильно варьируют среди изоферментов. Такие области были обозначены изофермент-специфическими областями (ISR1-4). Считается, что эти области придают изоферментам их особенности и структурные различия. Все ISR 1-3 обнаружены в экзоне 3 гена ALDOB . ISR 4 является наиболее вариабельным из четырех и находится на c-конце белка. [5]

ISR 1-3 обнаруживаются преимущественно в участках на поверхности фермента. Эти пятна не перекрываются с активным сайтом, что указывает на то, что ISR могут изменять специфичность субстрата изофермента на расстоянии или вызывать взаимодействия С-конца с активным сайтом. [12] Недавняя теория предполагает, что ISR могут допускать различную конформационную динамику фермента альдолазы, которая объясняет его специфичность. [13]

Физиология [ править ]

Альдолаза B играет ключевую роль в метаболизме углеводов, поскольку она катализирует один из основных этапов гликолитико-глюконеогенного пути. Хотя он катализирует расщепление глюкозы , он играет особенно важную роль в метаболизме фруктозы , который происходит в основном в печени, коре почек и слизистой оболочке тонкого кишечника. Когда фруктоза абсорбируется, она фосфорилируется фруктокиназой с образованием фруктозо-1-фосфата. Затем альдолаза B катализирует расщепление F1P на глицеральдегид и DHAP. После того, как глицеральдегид фосфорилируются триозы киназа с образованием G3P, оба продукт может быть использован в гликолитическом-глюконеогенных пути, то есть, они могут быть модифицированы , чтобы стать либо глюкозу или пируваты. [14]

Хотя механизм регуляции альдолазы B неизвестен, повышенная транскрипция гена ALDOB в печени животных была замечена с увеличением количества пищевых углеводов и снижением концентрации глюкагона . [15] [16]

Интерактивная карта проезда [ править ]

Нажмите на гены, белки и метаболиты ниже, чтобы ссылки на соответствующие статьи. [§ 1]

  1. ^ Интерактивную карту путей можно отредактировать на WikiPathways: " GlycolysisGluconeogenesis_WP534 " .

Патология [ править ]

Генетические мутации, приводящие к дефектам альдолазы B, приводят к состоянию, называемому наследственной непереносимостью фруктозы . Из-за отсутствия функциональной альдолазы B организмы с HFI не могут должным образом обрабатывать F1P, что приводит к накоплению F1P в тканях организма. Помимо того, что он токсичен для клеточных тканей, высокий уровень F1P улавливает фосфат в непригодной для использования форме, который не возвращается в общий пул фосфатов, что приводит к истощению запасов фосфата и АТФ. Недостаток легко доступного фосфата вызывает прекращение гликогенолиза в печени, что приводит к гипогликемии. [17] Это накопление также ингибирует глюконеогенез, дополнительно уменьшая количество легко доступной глюкозы. Потеря АТФ приводит к множеству проблем, включая ингибирование синтеза белка и дисфункцию печени и почек. Однако в случае наследственной непереносимости фруктозы прогноз пациентов благоприятный. Избегая продуктов, содержащих фруктозу, сахарозу и сорбит, пациенты могут жить без симптомов. [14]

HFI - это рецессивно наследуемое аутосомное заболевание. Было идентифицировано около 30 мутаций, вызывающих HFI, и эти комбинированные мутации приводят к частоте HFI 1 на каждые 20 000 рождений. [14] [18] Мутантные аллели являются результатом ряда различных типов мутаций, включая замены пар оснований и небольшие делеции. Наиболее распространенной мутацией является A149P, которая представляет собой трансверсию гуанина в цитозин в экзоне 5, приводящую к замене аланина в положении 149 на пролин. Этот специфический мутантный аллель, по оценкам, составляет 53% аллелей HFI. [19] Другие мутации, приводящие к HFI, встречаются реже и часто коррелируют с наследственным происхождением. [20]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000136872 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000028307 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ a b Dalby AR, Tolan DR, Littlechild JA (ноябрь 2001 г.). «Структура фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы печени человека». Acta Crystallogr. D . 57 (Pt 11): 1526–33. DOI : 10.1107 / S0907444901012719 . PMID 11679716 . 
  6. ^ «Энтрез Ген: ALDOB альдолаза B, фруктозо-бисфосфат» .
  7. ^ Генрих I, Gallano Р, Besmond С, D Вейль, Маттеи М.Г., Turleau С, Boué Дж, Кан А, Жуньен С (июль 1985). «Структурный ген альдолазы B (ALDB) соответствует 9q13 ---- 32». Анна. Гм. Genet . 49 (Pt 3): 173–80. DOI : 10.1111 / j.1469-1809.1985.tb01691.x . PMID 3000275 . S2CID 10058239 .  
  8. ^ Tolan DR, Penhoet EE (июнь 1986). «Характеристика гена альдолазы B человека». Мол. Биол. Med . 3 (3): 245–64. PMID 3016456 . 
  9. ↑ Cox TM (январь 1994). «Непереносимость альдолазы B и фруктозы». FASEB J . 8 (1): 62–71. DOI : 10.1096 / fasebj.8.1.8299892 . PMID 8299892 . S2CID 39102274 .  
  10. ^ a b Гарретт Р.Х., Гришем К.М. (2010). Биохимия (4-е изд.). Брукс / Коул.
  11. ^ Sygusch Дж, Бодри Д, Аллер М (ноябрь 1987). «Молекулярная архитектура альдолазы скелетных мышц кролика при разрешении 2,7-А» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 84 (22): 7846–50. DOI : 10.1073 / pnas.84.22.7846 . PMC 299418 . PMID 3479768 .  
  12. ^ a b Pezza JA, Choi KH, Berardini TZ, Beernink PT, Allen KN, Tolan DR (май 2003 г.). «Пространственная кластеризация изофермент-специфичных остатков выявляет маловероятные детерминанты изоферментной специфичности фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазы» . J. Biol. Chem . 278 (19): 17307–13. DOI : 10.1074 / jbc.M209185200 . PMID 12611890 . 
  13. ^ Pezza JA, Stopa JD, Brunyak Е.М., Аллен К.Н., Tolan DR (ноябрь 2007). «Термодинамический анализ показывает, что конформационное связывание / динамика придает субстратную специфичность фруктозо-1,6-бисфосфат альдолазе» . Биохимия . 46 (45): 13010–8. DOI : 10.1021 / bi700713s . PMC 2546497 . PMID 17935305 .  
  14. ^ a b c Врожденные метаболические заболевания (четвертое пересмотренное издание). Springer Berlin Heidelberg. 2006 г.
  15. ^ Гомес ПФ, Ито К, Хуан Y, Оцу К, Кудзумаки Т, Ишикава К (ноябрь 1994 года). «Диетическая и гормональная регуляция транскрипции гена альдолазы B в печени крыс». Arch Biochem Biophys . 314 (2): 307–14. DOI : 10.1006 / abbi.1994.1447 . PMID 7979370 . 
  16. ^ Мюнних А, Besmond С, Darquy С, и др. (Март 1985 г.). «Диетическая и гормональная регуляция экспрессии гена альдолазы B» . J. Clin. Инвестируйте . 75 (3): 1045–52. DOI : 10.1172 / JCI111766 . PMC 423659 . PMID 2984252 .  
  17. ^ Bouteldja N, Timson DJ (апрель 2010). «Биохимические основы наследственной непереносимости фруктозы». J. Inherit. Метаб. Dis . 33 (2): 105–12. DOI : 10.1007 / s10545-010-9053-2 . PMID 20162364 . S2CID 207099820 .  
  18. ^ Эспозито G, Vitagliano L, R Сантамария, Viola A, Zagari A, Salvatore F (ноябрь 2002). «Структурный и функциональный анализ мутантов альдолазы B, связанных с наследственной непереносимостью фруктозы». FEBS Lett . 531 (2): 152–6. DOI : 10.1016 / S0014-5793 (02) 03451-8 . PMID 12417303 . S2CID 7134716 .  
  19. Перейти ↑ Malay AD, Allen KN, Tolan DR (март 2005 г.). «Структура термолабильной мутантной альдолазы B, A149P: молекулярные основы наследственной непереносимости фруктозы». J Mol Biol . 347 (1): 135–44. DOI : 10.1016 / j.jmb.2005.01.008 . PMID 15733923 . 
  20. ^ Tolan DR (1995). «Молекулярные основы наследственной непереносимости фруктозы: мутации и полиморфизмы в гене альдолазы B человека». Гм. Мутат . 6 (3): 210–8. DOI : 10.1002 / humu.1380060303 . PMID 8535439 . S2CID 35127545 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Cross NC, de Franchis R, Sebastio G и др. (1990). «Молекулярный анализ генов альдолазы B при наследственной непереносимости фруктозы». Ланцет . 335 (8685): 306–9. DOI : 10.1016 / 0140-6736 (90) 90603-3 . PMID  1967768 . S2CID  1522710 .
  • Cross NC, Стоянов LM, Cox TM (1990). «Новый вариант альдолазы B, N334K, является частой причиной наследственной непереносимости фруктозы в Югославии» . Nucleic Acids Res . 18 (7): 1925. DOI : 10,1093 / NAR / 18.7.1925 . PMC  330648 . PMID  2336380 .
  • Сакакибара М., Мукаи Т., Яцуки Х., Хори К. (1985). "Ген изофермента альдолазы человека: структура мРНК многовидовой альдолазы B" . Nucleic Acids Res . 13 (14): 5055–69. DOI : 10.1093 / NAR / 13.14.5055 . PMC  321849 . PMID  2410860 .
  • Сакакибара М., Такахаши И., Такасаки Ю. и др. (1989). «Конструирование и экспрессия плазмид экспрессии человеческой альдолазы А и В в хозяине Escherichia coli». Биохим. Биофиз. Acta . 1007 (3): 334–42. DOI : 10.1016 / 0167-4781 (89) 90156-5 . PMID  2649152 .
  • Мукаи Т., Яцуки Х., Араи Ю. и др. (1988). «Ген альдолазы B человека: характеристика геномного гена альдолазы B и анализ последовательностей, необходимых для множественного полиаденилирования». J. Biochem . 102 (5): 1043–51. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a122142 . PMID  2830249 .
  • Cross NC, Толан Д. Р., Cox TM (1988). «Каталитический дефицит человеческой альдолазы B при наследственной непереносимости фруктозы, вызванной распространенной миссенс-мутацией». Cell . 53 (6): 881–5. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (88) 90349-2 . PMID  3383242 . S2CID  31460581 .
  • Паолелла Г., Сантамария Р., Иззо П. и др. (1984). «Выделение и нуклеотидная последовательность полноразмерной кДНК, кодирующей альдолазу B из печени человека» . Nucleic Acids Res . 12 (19): 7401–10. DOI : 10.1093 / NAR / 12.19.7401 . PMC  320170 . PMID  6548561 .
  • Роттманн WH, Толан Д.Р., Penhoet EE (1984). «Полная аминокислотная последовательность альдолазы B человека, полученная из кДНК и геномных клонов» . Proc. Natl. Акад. Sci. США . 81 (9): 2738–42. DOI : 10.1073 / pnas.81.9.2738 . PMC  345145 . PMID  6585824 .
  • Besmond C, Dreyfus JC, Gregori C и др. (1984). «Нуклеотидная последовательность клона кДНК альдолазы B человека». Biochem. Биофиз. Res. Commun . 117 (2): 601–9. DOI : 10.1016 / 0006-291X (83) 91243-3 . PMID  6689266 .
  • Али М, Кокс TM (1995). «Различные мутации в гене альдолазы B, которые лежат в основе распространенности наследственной непереносимости фруктозы» . Являюсь. J. Hum. Genet . 56 (4): 1002–5. PMC  1801191 . PMID  7717389 .
  • Али М., Себастио Г., Кокс TM (1994). «Идентификация новой мутации (Leu 256 → Pro) в гене альдолазы B человека, связанной с наследственной непереносимостью фруктозы». Гм. Мол. Genet . 3 (1): 203–4. DOI : 10.1093 / HMG / 3.1.203 . PMID  8162030 .
  • Брукс С.К., Толан Д.Р. (1994). «Частично активная мутантная альдолаза B от пациента с наследственной непереносимостью фруктозы». FASEB J . 8 (1): 107–13. DOI : 10.1096 / fasebj.8.1.8299883 . PMID  8299883 . S2CID  7577134 .
  • Кусакабэ Т., Мотоки К., Хори К. (1997). «Способ взаимодействия изоферментов альдолазы человека с цитоскелетами». Arch. Biochem. Биофиз . 344 (1): 184–93. DOI : 10.1006 / abbi.1997.0204 . PMID  9244396 .
  • Лау Дж, Толан Д.Р. (1999). «Скрининг наследственных мутаций непереносимости фруктозы методом обратного дот-блоттинга». Мол. Клетка. Зонды . 13 (1): 35–40. DOI : 10.1006 / mcpr.1998.0208 . PMID  10024431 .
  • Сантамария Р., Эспозито Г., Витальяно Л. и др. (2001). «Исследования функционального и молекулярного моделирования двух наследственных мутаций, вызывающих непереносимость фруктозы, в аргинине 303 в альдолазе печени человека» . Biochem. Дж . 350, Часть 3 (Pt 3): 823–8. DOI : 10.1042 / 0264-6021: 3500823 . PMC  1221316 . PMID  10970798 .
  • Сьюзан П.П., Данн В.А. (2001). «Вызванное голоданием лизосомное разложение альдолазы B требует глутамина 111 в сигнальной последовательности для шаперон-опосредованного транспорта». J. Cell. Physiol . 187 (1): 48–58. DOI : 10,1002 / 1097-4652 (2001) 9999: 9999 <00 :: АИД-JCP1050> 3.0.CO; 2-я . PMID  11241348 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Aldolase + B в Национальных медицинских предметных рубриках США (MeSH)
  • Расположение генома человека ALDOB и страница сведений о гене ALDOB в браузере генома UCSC .