1AP5 , 1AP6 , 1EM1 , 1JA8 , 1LUV , 1LUW , 1MA8 , 1N0J , 1N0N , 1PL4 , 1PM9 , 1QNM , 1SZX , 1VAR , 1xDC , 1xIL , 1ZSP , 1ZTE , 1ZUQ , 2ADP , 2ADQ , 2GDS , 2P4K , 2QKA , 2QKC , 3C3S , 3C3T
Супероксиддисмутаза 2, митохондриальная ( SOD2 ), также известная как марганецзависимая супероксиддисмутаза (MnSOD), представляет собой фермент , который у человека кодируется геном SOD2 на хромосоме 6. [5] [6] Родственный псевдоген был идентифицирован на хромосома 1. Альтернативный сплайсинг этого гена приводит к множественным вариантам транскриптов. [5] Этот ген является членом семейства железо/марганцевой супероксиддисмутазы. Он кодирует митохондриальный белок, который образует гомотетрамер и связывает один ион марганца на субъединицу. Этот белок связывается с супероксидными побочными продуктамиокислительного фосфорилирования и превращает их в перекись водорода и двухатомный кислород . Мутации в этом гене связаны с идиопатической кардиомиопатией (IDC), преждевременным старением, спорадическими заболеваниями двигательных нейронов и раком. [5]
Ген SOD2 содержит пять экзонов , прерванных четырьмя интронами , нехарактерный 5'-проксимальный промотор , который содержит GC-богатую область вместо ТАТА или СААТ, и энхансер во втором интроне. Проксимальная область промотора содержит несколько сайтов связывания факторов транскрипции , включая специфический-1 ( Sp1 ), белок-активатор 2 ( AP-2 ) и ответ раннего роста 1 ( Egr-1 ). [6] Этот ген является митохондриальным членом семейства железо/марганцевой супероксиддисмутазы . [5] [7]Он кодирует белок митохондриального матрикса, который образует гомотетрамер и связывает один ион марганца на субъединицу . [5] [6] Марганцевый сайт образует тригональную бипирамидальную геометрию с четырьмя лигандами из белка и пятым лигандом-растворителем. Этот растворяющий лиганд представляет собой гидроксид, который, как полагают, служит акцептором электронов фермента. Полость активного центра состоит из сети боковых цепей из нескольких остатков, связанных водородными связями , отходящих от водного лиганда металла. Следует отметить, что высококонсервативный остаток Tyr34 играет ключевую роль в сети водородных связей, так как нитрованиеэтого остатка ингибирует каталитическую способность белка. [8] Этот белок также обладает N-концевой митохондриальной лидерной последовательностью, которая направляет его в митохондриальный матрикс, где он преобразует генерируемые митохондриями активные формы кислорода из дыхательной цепи в H2. [6] Были охарактеризованы альтернативные варианты сплайсинга транскрипции , кодирующие разные изоформы . [5]
Являясь членом семейства супероксиддисмутаз железа/марганца , этот белок трансформирует токсичный супероксид , побочный продукт митохондриальной цепи переноса электронов , в перекись водорода и двухатомный кислород . [5] Эта функция позволяет SOD2 очищать митохондриальные активные формы кислорода (АФК) и, как следствие, обеспечивать защиту от гибели клеток. [7] В результате этот белок играет антиапоптотическую роль против окислительного стресса , ионизирующего излучения и воспалительных цитокинов . [6]
SOD2 использует циклические реакции переноса электрона с протонной связью для превращения супероксида (O 2 •- ) либо в кислород (O 2 ), либо в пероксид водорода (H 2 O 2 ), в зависимости от степени окисления металлического марганца и статуса протонирования активный сайт.
Протоны активного сайта были непосредственно визуализированы и показали, что SOD2 использует серию переносов протонов между остатками своего активного сайта на этапе переноса электрона. [9] Полученные данные демонстрируют использование ферментом необычного химического состава, включающего глутамин, который циклически депротонируется и протонируется, и аминокислоты с pK as , которые значительно отличаются от ожидаемых значений. Видно, что низкобарьерные и короткие прочные водородные связи способствуют катализу, способствуя переносу протона и стабилизируя промежуточные соединения способом, аналогичным таковым в некоторых каталитических триадах Asp-Ser-His. [10]