Декарбоксилаза ароматических L-аминокислот
Декарбоксилаза ароматических L -аминокислот ( AADC или AAAD ), также известная как DOPA-декарбоксилаза ( DDC ), триптофандекарбоксилаза и 5-гидрокситриптофандекарбоксилаза , представляет собой лиазный фермент ( EC 4.1.1.28 ), расположенный в области 7p12.2-p12. 1.
Фермент использует пиридоксальфосфат (PLP), активную форму витамина B 6 , в качестве кофактора . PLP необходим для механизма декарбоксилирования в AADC. В активном ферменте PLP связан с лизином -303 AADC в качестве основания Шиффа . При связывании субстрата Lys-303 замещается амином субстрата . Это позиционирует карбоксилатсубстрата в активном центре, что способствует декарбоксилированию. Декарбоксилирование субстрата дает промежуточный хиноноид, который впоследствии протонируется с образованием аддукта основания Шиффа PLP и декарбоксилированного продукта. Затем Lys-303 может регенерировать исходное основание Шиффа, высвобождая продукт при сохранении PLP. [2]
При исследовании этого декарбоксилирования, катализируемого PLP, было обнаружено, что существует разница в концентрации и зависимости pH между субстратами. DOPA оптимально декарбоксилируется при pH 5,7 и концентрации PLP 0,125 мМ, тогда как условия для оптимального декарбоксилирования 5-HTP оказались при pH 8,3 и концентрации PLP 0,3 мМ. [3]
Декарбоксилаза ароматических L-аминокислот активна в виде гомодимера . До добавления пиридоксальфосфатного кофактора апофермент существует в открытой конформации. При связывании кофактора происходит большая структурная трансформация, поскольку субъединицы сближаются и закрывают активный сайт. Это конформационное изменение приводит к активной закрытой холоэнзиме. [4]
В моделях мышей с дефицитом PLP было замечено, что уровни дофамина существенно не отклоняются от образцов с добавлением PLP; однако концентрация серотонина в модели мозга с дефицитом была значительной. Этот переменный эффект дефицита PLP указывает на возможные изоформы AADC с различной субстратной специфичностью для DOPA и 5-HTP. Исследования диализа также предполагают, что потенциальная изоформа, ответственная за декарбоксилирование ДОФА, обладает большей аффинностью связывания с PLP, чем сродство 5-HTP декарбоксилазы. [3]
Регуляция AADC, особенно в отношении декарбоксилирования L-DOPA, широко изучалась. AADC имеет несколько консервативных сайтов узнавания протеинкиназы A (PKA) и протеинкиназы G , с остатками S220, S336, S359, T320 и S429, все они являются потенциальными акцепторами фосфата. Исследования in vitro подтвердили, что PKA и PKG могут фосфорилировать AADC, вызывая значительное увеличение активности. [5] [6] Кроме того, было показано, что антагонисты дофаминовых рецепторов повышают активность AADC на моделях грызунов, в то время как активация некоторых дофаминовых рецепторов подавляет активность AADC. [7]Такая опосредованная рецептором регуляция является двухфазной, с первоначальной кратковременной активацией, за которой следует долговременная активация. Кратковременная активация, как полагают, происходит за счет активации киназы и последующего фосфорилирования AADC, в то время как чувствительность долговременной активации к ингибиторам трансляции белка предполагает регуляцию транскрипции мРНК . [8]
