Ген CYB5R3 расположен на 22-й хромосоме, его конкретное местоположение - 22q13.2. Ген содержит 12 экзонов . [5] CYB5R3 кодирует белок массой 34,2 кДа, состоящий из 301 аминокислоты; 63 пептида были обнаружены с помощью данных масс-спектрометрии . [6] [7]
Весь ген имеет длину около 31 т.п.н. Экзон 2 содержит соединение мембраносвязывающего домена и каталитического домена b5R, что показывает, что существуют две формы b5R: растворимая форма и мембраносвязанная форма. 5'-часть этого гена не имеет типичных регуляторных элементов транскрипции, но имеет последовательность GGGCGG всего пять раз. Содержание GC этой 5'-части гена составляет 86%, что намного выше, чем средний GC всего гена, который составляет 55%. Имеется также атипичный сигнал полиаденилирования в 3'-нетранслируемой области гена. [3]
Белок, кодируемый геном CYB5R3, представляет собой цитохром b5 редуктазу, флавопротеин , который вырабатывается в виде двух разных изоформ с разной локализацией. Существует амфипатическая микросомальная изоформа, которая обнаруживается во всех типах клеток, кроме эритроцитов; эта изоформа имеет один гидрофобный домен, закрепляющийся на мембране, и один каталитический домен, который является гидрофильным . Другая изоформа, растворимая изоформа цитохром b5 редуктазы, обнаружена в эритроцитах человека. Этот белок укорочен и кодируется альтернативным транскриптом, который производит только более крупный гидрофильный домен. [8]Белок содержит 4 остатка цистеина: Cys-203, -273, -283 и -297. Считается, что Cys-283 участвует в связывании НАДН путем химической модификации; на самом деле считается, что и Cys-273, и Cys-283 расположены близко к сайту связывания NADH. [9] NH2-концевая структура мембраносвязывающего домена представляет собой CH3(CH2)12-CO-Gly-Ala-Gln-Leu-Ser-Thr-Leu-Gly-His-Met-Val-Leu-Phe-Pro. -Вал-Трп-Фе-Леу-Тир-Сер-Леу-Леу-Мет-Лис. [10]
Известны две формы НАДН-цитохром b5 редуктазы: мембраносвязанная форма в соматических клетках (заякоренная в эндоплазматическом ретикулуме , митохондриях и других мембранах) и растворимая форма в эритроцитах . Мембраносвязанная форма имеет как мембраносвязывающие, так и каталитические домены. Растворимая форма имеет только каталитический домен. Этот ген кодирует обе формы фермента, возникающие из тканеспецифичных альтернативных транскриптов, отличающихся первым экзоном. Мутации в этом гене вызывают метгемоглобинемии. [5]
Цитохром b5 редуктаза участвует в переносе восстанавливающих эквивалентов от физиологического донора электронов, NADH, через домен FAD на малые молекулы цитохрома b5. Он также активно участвует во многих реакциях окисления и восстановления, таких как восстановление метгемоглобина до гемоглобина. [8] Из двух форм НАДН-цитохром b5 редуктазы мембраносвязанная форма существует в основном на цитоплазматической стороне эндоплазматического ретикулума и участвует в десатурации и удлинении жирных кислот , в биосинтезе холестерина и в метаболизме лекарств. Эритроцитарная форма находится в растворимой фракции циркулирующих эритроцитов и участвует в восстановлении метгемоглобина . [5]