Iodotyrosine deiodinase, также известный как iodotyrosine dehalogenase 1, представляет собой тип deiodinase фермента , который продувает йодид путем удаления его из йодированного тирозина остатков в щитовидной железе. [4] Эти йодированные тирозины вырабатываются во время биосинтеза гормонов щитовидной железы . [5] Йодид, который поглощается йодтирозиндейодиназой, необходим для повторного синтеза гормонов щитовидной железы. [6] После синтеза гормоны щитовидной железы циркулируют по организму, регулируя скорость метаболизма, экспрессию белка и температуру тела. [7] Таким образом, йодтирозиндейодиназа необходима для поддержания баланса как йодида, так и гормонов щитовидной железы.
• выработка гормонов щитовидной железы • детоксикация клеточных оксидантов • процесс метаболизма тирозина • процесс метаболизма гормонов щитовидной железы
Источники: Amigo / QuickGO
Ортологи
Разновидность
Человек
Мышь
Entrez
389434
70337
Ансамбль
ENSG00000009765
ENSMUSG00000019762
UniProt
Q6PHW0
Q9DCX8
RefSeq (мРНК)
NM_001164694 NM_001164695 NM_203395 NM_001318495
NM_027391
RefSeq (белок)
NP_001158166 NP_001158167 NP_001305424 NP_981932
NP_081667
Расположение (UCSC)
Chr 6: 150.37 - 150.41 Мб
н / д
PubMed поиск
[2]
[3]
Викиданные
Просмотр / редактирование человека
Просмотр / редактирование мыши
Дегалогенирование у аэробных организмов обычно осуществляется путем окисления и гидролиза ; [8] однако йодтирозиндейодиназа использует восстановительное дегалогенирование. Йодтирозиндейодиназа и йодтирониндейодиназа были определены как единственные два известных фермента, катализирующих восстановительное дегалогенирование у млекопитающих. [7] Хотя эти два фермента выполняют схожие функции, они структурно и механически различны. Йодтирониндейодиназа (не тот фермент, который является темой данной статьи) использует активный центр селеноцистеина для катализа, является членом суперсемейства тиоредоксинов и удаляет йодид только тогда, когда субстрат находится в форме двойного тирозина. [9] Напротив, йодтирозиндейодиназа (основной фермент) не требует селеноцистеина или цистеина для катализа, [10] является частью суперсемейства НАДН-оксидаза / флавинредуктаза, [11] [12] и удаляет йодид, когда субстратом является одиночная аминокислота . [13] Исследования йодтирозиндейодиназы исторически были непостоянными и медленными из-за отсутствия стабильности и трудностей очистки. [14] Только недавно этот фермент был изучен более глубоко. [7]
Состав
Структура йодтирозиндейодиназы человека, полученной из записи PDB 4TTB. [15]
Ген , кодирующий этот фермент был недавно идентифицирован. [11] [12] Последовательность аминокислот йодтирозиндейодиназы высоко консервативна среди млекопитающих и содержит три домена. [7] Йодтирозиндейодиназа - это мембранный белок , N-конец которого функционирует как мембранный якорь. [10] [16] Он образует димер с заменой домена. [13] Первоначально считалось, что йодтирозиндейодиназа содержит только один флавинмононуклеотид (FMN) в каждом димере [17], но теперь считается, что йодтирозиндейодиназа имеет две молекулы FMN для каждого гомодимера. [13] Фермент имеет характерную α-β складку, что и все белки суперсемейства НАДН-оксидаза / флавинредуктаза. Внутри интерфейса димера есть два эквивалентных активных сайта , каждый из которых состоит из остатков обеих субъединиц. Таким образом, ассоциация субъединиц должна быть необходима для связывания и катализа FMN. Связывание субстрата вызывает конформационное изменение фермента, чтобы закрыть активный центр, защищая субстрат и флавин от растворителя. [13]
Функция
Йодтирозин дейодиназа способствует сохранению йодида в щитовидной железе, катализируя деиодирование моно- и дийодтирозина , галогенированных побочных продуктов производства гормонов щитовидной железы . [12] Йодид также является важным микронутриентом в биосинтезе гормона щитовидной железы, создавая цикл использования йодида в щитовидной железе. [13] Гомеостаз йодида в щитовидной железе необходим для выработки гормона щитовидной железы с соответствующей скоростью. Таким образом, уровень йодида необходимо регулировать, чтобы поддерживать гормоны щитовидной железы и, в конечном итоге, скорость метаболизма и общее состояние здоровья организма в хорошем состоянии. [18]
В фолликулярной клетке щитовидной железы тиреоглобулин гидролизуется с образованием гормонов щитовидной железы, моно- и дииодтирозина. Гормоны щитовидной железы попадают в кровоток, а йодированные тирозины используются повторно. Однако при распаде тиреоглобулина образуется в 6-7 раз больше йодированного тирозина, чем гормона щитовидной железы. [7] Йодтирозин дейодиназа спасает йодид от дейодирования йодированных тирозинов. [19] Йодтирозин дейодиназа расположена на апикальной плазматической мембране коллоида щитовидной железы, где в результате распада тиреоглобулина вырабатываются моно- и дииодтирозин. Без активности йодтирозиндейодиназы йодид выводился бы с аминокислотой тирозином, и биосинтез тироидного гормона был бы снижен. [13]
Также известно, что ферментативная активность йодтирозиндейодиназы проявляется в тканях печени и почек; [20] однако физиологическое значение этих результатов еще не ясно. [7]
Механизм
Йодтирозиндейодиназа катализирует дейодирование моно- и дииодтирозина. Реакция НАДФН- зависимая. [16] Флавинмононуклеотид (FMN) является кофактором. [21] Хотя флавин обычно используется в различных каталитических реакциях, [22] его использование в восстановительном дегалогенировании уникально и еще не полностью изучено. [13] Также до сих пор неясно, использует ли ферментный механизм реакцию двухэлектронного переноса или серию одноэлектронных переносов. Хотя необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить детали этого механизма, недавние данные, по-видимому, предполагают, что йодтирозиндейодиназа действует через реакции переноса одного электрона. [7]
Схема реакции йодтирозиндейодиназы. [7]
Клиническое значение
Мутации в гене, кодирующем йодтирозиндейодиназу, могут повлиять на функцию фермента и нанести вред здоровью человека. Йодид является важным микроэлементом для здоровья млекопитающих. [23] Низкий уровень йодида в рационе или в результате метаболизма йодида связан с гипотиреозом , умственной отсталостью, зобом и пороками развития. [4] [7] [18] Поскольку йодтирозиндейодиназа отвечает за удаление йодида, мутации в этом ферменте приводят к дефициту йодида. [24]
Полученные в результате высокие концентрации йодтирозина в крови и моче можно использовать в качестве меры диагностики, поскольку йодид не удаляется эффективно из остатков тирозина. [25] В некоторых странах новорожденных проверяют на врожденный гипотиреоз и сразу же лечат, если заболевание обнаружено, что безопасно предотвращает развитие умственной отсталости. [26] Однако мутации йодтирозиндейодиназы часто не обнаруживаются до тех пор, пока не произойдет нарушение развития. [18] Кроме того, эти мутации не могут быть конкретно обнаружены с помощью стандартных тестов функции щитовидной железы. [18] Для решения этой проблемы недавно был создан чувствительный тест, который измеряет количество моно- и дииодтирозина в моче. [25]
Смотрите также
Пероксидаза щитовидной железы
Йодтирозин
Йодтиронин дейодиназа
Рекомендации
^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000009765 - Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^«Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ а бМорено Дж. К., Виссер Т. Дж. (Июнь 2010 г.). «Генетика и феномены гипотиреоза и зоба из-за мутаций гена йодтирозиндейодиназы (DEHAL1)». Молекулярная и клеточная эндокринология . 322 (1–2): 91–8. DOI : 10.1016 / j.mce.2010.03.010 . PMID 20298747 . S2CID 24169254 .
^Querido A, Stanbury JB, Kassenaar AA, Meijer JW (август 1956). «Метаболизм йодтирозинов. III. Дезалогенизирующая активность ди-йодтирозина в ткани щитовидной железы человека». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 16 (8): 1096–101. DOI : 10,1210 / jcem-16-8-1096 . PMID 13345866 .
^ Б с д е е г ч I Рокита С.Е., Адлер Дж. М., МакТэмни П. М., Уотсон Дж. А. (сентябрь 2010 г.). «Эффективное использование и переработка йодистых микроэлементов у млекопитающих» . Биохимия . 92 (9): 1227–35. DOI : 10.1016 / j.biochi.2010.02.013 . PMC 2888766 . PMID 20167242 .
^Хэггблом М, Боссерт I (2003). Дегалогенирование: микробные процессы и экологические приложения . Бостон: Kluwer Academic Publishers. п. 520. ISBN 978-1-4757-7807-6.
^Каллебаут I, Курчо-Морелли С., Морнон Дж. П., Геребен Б., Бюттнер С., Хуанг С., Кастро Б., Фонсека Т. Л., Харни Дж. В., Ларсен П. Р., Бьянко А.С. «Йодтиронин-селенодейодиназы представляют собой тиоредоксиновые белки семейства, содержащие GH-A-подобную структуру клана гликозидгидролаз» . Журнал биологической химии . 278 (38): 36887–96. DOI : 10.1074 / jbc.M305725200 . PMID 12847093 .
^ а бУотсон Дж. А., МакТэмни П. М., Адлер Дж. М., Rokita SE (март 2008 г.). «Флавопротеин иодтирозиндейодиназа функционирует без остатков цистеина». ChemBioChem . 9 (4): 504–6. DOI : 10.1002 / cbic.200700562 . PMID 18228228 . S2CID 39353323 .
^ а бGnidehou S, Caillou B, Talbot M, Ohayon R, Kaniewski J, Noël-Hudson MS, Morand S, Agnangji D, Sezan A, Courtin F, Virion A, Dupuy C (октябрь 2004 г.). «Йодтирозиндегалогеназа 1 (DEHAL1) представляет собой трансмембранный белок, участвующий в рециркуляции йодида рядом с сайтом йодирования тиреоглобулина». Журнал FASEB . 18 (13): 1574–6. DOI : 10,1096 / fj.04-2023fje . PMID 15289438 . S2CID 46192142 .
^ а б вФридман Дж. Э., Уотсон Дж. А., Лам Д. В., Rokita SE (февраль 2006 г.). «Йодтирозин дейодиназа - первый представитель млекопитающих в суперсемействе НАДН-оксидаза / флавинредуктаза» . Журнал биологической химии . 281 (5): 2812–9. DOI : 10.1074 / jbc.M510365200 . PMID 16316988 .
^ Б с д е е г Томас С.Р., МакТэмни П.М., Адлер Дж.М., Ларонд-Леблан Н., Рокита С.Е. (июль 2009 г.). «Кристаллическая структура йодтирозиндейодиназы, нового флавопротеина, ответственного за спасение йодида в щитовидной железе» . Журнал биологической химии . 284 (29): 19659–67. DOI : 10.1074 / jbc.M109.013458 . PMC 2740591 . PMID 19436071 .
^Розенберг И.Н., Госвами А. (1 января 1984 г.). «Йодтирозин дейодиназа из щитовидной железы крупного рогатого скота». Методы в энзимологии . 107 : 488–500. DOI : 10.1016 / 0076-6879 (84) 07033-6 . ISBN 9780121820077. PMID 6503724 .
^«RCSB PDB - Результаты поиска» . www.rcsb.org . RCSB Protein Data Banck . Проверено 1 марта 2016 года .
^ а б"Энтрез Ген: IYD йодтирозин дейодиназа" . Entrez Gene . Национальная медицинская библиотека США.
^Розенберг И.Н., Госвами А. (декабрь 1979 г.). «Очистка и характеристика флавопротеина из щитовидной железы крупного рогатого скота с активностью йодтирозиндейодиназы» . Журнал биологической химии . 254 (24): 12318–25. DOI : 10.1016 / S0021-9258 (19) 86318-4 . PMID 500717 .
^ а б в гМорено Дж. К., Клутвейк В., ван Тор Х, Пинто Дж., Д'Алессандро М., Леже А., Гуди Д., Полак М., Грютерс А., Виссер Т. Дж. (Апрель 2008 г.). «Мутации в гене йодтирозиндейодиназы и гипотиреоз». Медицинский журнал Новой Англии . 358 (17): 1811–8. DOI : 10.1056 / NEJMoa0706819 . PMID 18434651 .
^Кнобель М., Медейрос-Нето Г. (август 2003 г.). «Очерк наследственных нарушений системы генерации гормонов щитовидной железы». Щитовидная железа . 13 (8): 771–801. DOI : 10.1089 / 105072503768499671 . PMID 14558921 .
^Choufoer JC, Kassenaar AA, Querido A (июль 1960). «Синдром врожденного гипотиреоза с дефектным дегалогенированием йодтирозинов. Дальнейшие наблюдения и обсуждение патофизиологии». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 20 (7): 983–1003. DOI : 10,1210 / jcem-20-7-983 . PMID 13810029 .
^Госвами А., Розенберг И.Н. (декабрь 1979 г.). «Характеристика флавопротеин иодтирозиндейодиназы из щитовидной железы крупного рогатого скота. Связывание нуклеотидов флавина и окислительно-восстановительные свойства» . Журнал биологической химии . 254 (24): 12326–30. DOI : 10.1016 / S0021-9258 (19) 86319-6 . PMID 500718 .
^Мансурабади С.О., Тибодо С.Дж., Лю Х.В. (август 2007 г.). «Разнообразные роли коферментов флавина - самых разносторонних персонажей природы» . Журнал органической химии . 72 (17): 6329–42. DOI : 10.1021 / jo0703092 . PMC 2519020 . PMID 17580897 .
^Истман С.Дж., Циммерманн М. (1 января 2000 г.). Де Гроот Л.Дж., Бек-Пеккоз П., Хрусос Дж., Дунган К., Гроссман А., Хершман Дж. М., Кох С., Маклахлан Р., Нью М. (ред.). Йододефицитные расстройства . Южный Дартмут (Массачусетс): MDText.com, Inc. PMID 25905411 .
^Рычаг Э.Г., Медейрос-Нето Г.А., ДеГрут Л.Дж. (1983). «Наследственные нарушения обмена веществ щитовидной железы». Эндокринные обзоры . 4 (3): 213–39. DOI : 10,1210 / edrv-4-3-213 . PMID 6354701 .
^ а бАфинк Дж., Кулик В., Овермарс Х., де Рэндами Дж., Винбоер Т., ван Крухтен А., Крен М., Рис-Сталперс С. (декабрь 2008 г.). «Молекулярная характеристика дефицита йодтирозиндегалогеназы у пациентов с гипотиреозом» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 93 (12): 4894–901. DOI : 10.1210 / jc.2008-0865 . PMID 18765512 .
^Совместный врожденный гипотиреоз Новой Англии (ноябрь 1981 г.). «Эффекты неонатального скрининга гипотиреоза: профилактика умственной отсталости путем лечения до клинических проявлений». Ланцет . 2 (8255): 1095–8. DOI : 10.1016 / s0140-6736 (81) 91287-3 . PMID 6118534 . S2CID 44605217 .
дальнейшее чтение
Морено JC (2003). «Идентификация новых генов, участвующих в врожденном гипотиреозе, с использованием серийного анализа экспрессии генов». Гормональные исследования . 60 Дополнение 3 (3): 96–102. DOI : 10.1159 / 000074509 . PMID 14671405 . S2CID 11397819 .
Афинк Дж., Кулик В., Овермарс Х., де Рэндами Дж., Винбоер Т., ван Крухтен А., Крен М., Рис-Сталперс С. (декабрь 2008 г.). «Молекулярная характеристика дефицита йодтирозиндегалогеназы у пациентов с гипотиреозом» . Журнал клинической эндокринологии и метаболизма . 93 (12): 4894–901. DOI : 10.1210 / jc.2008-0865 . PMID 18765512 .
Gieger C, Geistlinger L, Altmaier E, Hrabé de Angelis M, Kronenberg F, Meitinger T, Mewes HW, Wichmann HE, Weinberger KM, Adamski J, Illig T., Suhre K (ноябрь 2008 г.). Гибсон Дж. (Ред.). «Генетика встречается с метаболомикой: общегеномное ассоциативное исследование профилей метаболитов в сыворотке крови человека» . PLOS Genetics . 4 (11): e1000282. DOI : 10.1371 / journal.pgen.1000282 . PMC 2581785 . PMID 19043545 .
Томас С.Р., МакТэмни П.М., Адлер Дж.М., Ларонд-Леблан Н., Рокита С.Е. (июль 2009 г.). «Кристаллическая структура йодтирозиндейодиназы, нового флавопротеина, ответственного за спасение йодида в щитовидной железе» . Журнал биологической химии . 284 (29): 19659–67. DOI : 10.1074 / jbc.M109.013458 . PMC 2740591 . PMID 19436071 .
Краузе К., Каргер С., Гимм О, Шеу С.И., Дралле Х., Таннапфель А., Шмид К.В., Дюпюи С., Фюрер Д. (март 2007 г.). «Характеристика экспрессии DEHAL1 при патологиях щитовидной железы» . Европейский журнал эндокринологии . 156 (3): 295–301. DOI : 10,1530 / EJE-06-0596 . PMID 17322488 .
Гнидехоу С., Лакруа Л., Сезан А., Охайон Р., Ноэль-Хадсон М.С., Моран С., Франкон Дж., Куртин Ф., Вирион А., Дюпюи С. (август 2006 г.). «Клонирование и характеристика новой изоформы йодтирозиндегалогеназы 1 (DEHAL1) DEHAL1C из щитовидной железы человека: сравнение с DEHAL1 и DEHAL1B». Щитовидная железа . 16 (8): 715–24. DOI : 10.1089 / thy.2006.16.715 . PMID 16910871 .
Отова Т., Йошида Е., Сугая Н., Ясуда С., Нисимура Ю., Иноуэ К., Точиги М., Умэкаге Т., Миягава Т., Нисида Н., Токунага К., Тани Х, Сасаки Т., Кайя Х, Окадзаки Ю. (февраль 2009 г.). «Общегеномное ассоциативное исследование панического расстройства у японского населения» . Журнал генетики человека . 54 (2): 122–6. DOI : 10.1038 / jhg.2008.17 . PMID 19165232 .
Внешние ссылки
Йодтирозин + дейодиназа в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)
Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : Q6PHW0 (человеческая йодтирозин дейодиназа 1) в PDBe-KB .
Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt : Q9DCX8 (йодтирозин дейодиназа 1 мыши) в PDBe-KB .
Биологический портал
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в общественном достоянии .