Дигидролипоамиддегидрогеназа ( ДЛД ), также известная как дигидролипоилдегидрогеназа, митохондриальная , представляет собой фермент , который у человека кодируется геном ДЛД . [5] [6] [7] [8] DLD представляет собой флавопротеиновый фермент, который окисляет дигидролипоамид до липоамида .
Дигидролипоамиддегидрогеназа (ДЛД) представляет собой митохондриальный фермент, который играет жизненно важную роль в энергетическом обмене у эукариот. Этот фермент необходим для полной реакции по крайней мере пяти различных мультиферментных комплексов. [9] Кроме того, DLD представляет собой флавофермент- оксидоредуктазу , содержащую реактивный дисульфидный мостик и кофактор FAD , которые непосредственно участвуют в катализе. Фермент связывается в прочно связанные гомодимеры , необходимые для его ферментативной активности. [10]
Белок, кодируемый геном DLD, объединяется с другим белком, образуя димер в центральном метаболическом пути . Было определено, что несколько аминокислот в каталитическом кармане важны для функции DLD, включая R281 и N473. [11] [12] Хотя общая укладка фермента человека аналогична таковой у дрожжей , структура человека отличается тем, что она имеет две петли, которые простираются от общей структуры белка и в сайты связывания FAD при связывании молекулы NAD+. , необходимый для катализа, не близок к фрагменту FAD. Однако, когда НАДНВместо этого он связан, он уложен непосредственно над центральной структурой FAD. Текущие структуры hE3 прямо показывают, что мутации , вызывающие заболевание, происходят в трех местах человеческого фермента: интерфейс димера , активный сайт и сайты связывания FAD и NAD(+). [13]
Гомодимер DLD функционирует как компонент E3 пирувата , α-кетоглутарата и комплексов аминокислот с разветвленной цепью и дегидрогеназы , а также системы расщепления глицина, все в митохондриальном матриксе. В этих комплексах ДЛД превращает дигидролипоевую кислоту и НАД+ в липоевую кислоту и НАДН. [14] DLD также обладает диафоразной активностью, способной катализировать окисление NADH до NAD+ с использованием различных акцепторов электронов, таких как O 2 , лабильное трехвалентное железо, оксид азота и убихинон . [9] Считается, что DLD играет прооксидантную роль, восстанавливая кислород досупероксид или трехвалентное железо в двухвалентное железо, которое затем катализирует образование гидроксильных радикалов . [15] [16] Диафоразная активность DLD может играть роль антиоксиданта благодаря его способности удалять оксид азота и восстанавливать убихинон до убихинола. [17] [18] [19] Известно, что ген дигидролипамиддегидрогеназы имеет несколько вариантов сплайсинга.
Определенные мутации DLD могут одновременно индуцировать потерю первичной метаболической активности и усиление дополнительной протеолитической активности. Протеолитическая активность ДЛД по совместительству проявляется в условиях, которые дестабилизируют гомодимер ДЛД и снижают его активность ДЛД. [9] Подкисление митохондриального матрикса в результате ишемически-реперфузионного повреждения может нарушить четвертичную структуру DLD, что приведет к снижению активности дегидрогеназы и повышению активности диафоразы . [20]Протеолитическая активность DLD по совместительству могла возникать и при патологических состояниях. Протеолитическая активность может дополнительно усложнить снижение энергетического метаболизма и увеличение окислительного повреждения в результате снижения активности ДЛД и повышения активности диафоразы соответственно. [19] Обладая протеолитической функцией, DLD удаляет функционально важный домен с N-конца фратаксина, митохондриального белка, участвующего в метаболизме железа и антиоксидантной защите. [21] [22]