Алкогольдегидрогеназа
-
Алкогольдегидрогеназы (ADH)
- Группа ферментов, участвующих в превращении спиртов в альдегиды или кетоны
- Важны для расщепления токсичных спиртов и биосинтеза метаболитов
- В дрожжах и растениях катализируют противоположную реакцию для ферментации
-
Эволюция ADH
- Предковый фермент ADH-3/ADH5
- Дупликация гена ADH-3 привела к эволюции других ADH
- Способность производить этанол из сахара развилась у дрожжей
-
ADH у людей
- Ген ADH1B имеет функциональные варианты
- Вариант с гистидином более эффективен, но вызывает накопление токсичного ацетальдегида
- Аллели связаны с алкоголизмом и выращиванием риса
-
Открытие ADH
- Первая выделенная ADH из дрожжей в 1937 году
- Исследования Хьюго Теорелла и его коллег
- Обнаружение гена ADH у дрозофилы в 1960-х годах
-
Свойства и механизм действия
- ADH катализируют окисление спиртов до альдегидов и кетонов
- Механизм включает связывание NAD+, депротонирование и перенос гидрида
- Активный центр состоит из атомов цинка и различных аминокислот
-
Структура и функции
- ADH имеют структурный цинковый участок для стабильности белка
- Структуры изучены с помощью квантовой химии и молекулярной динамики
-
Структура и функции алкогольдегидрогеназы
- Алкогольдегидрогеназа (АДГ) состоит из четырех цистеиновых лигандов, образующих тетраэдр вокруг иона цинка.
- Взаимодействие между цинком и цистеином определяется электростатическим и ковалентным взаимодействием.
-
Типы АДГ у человека
- У человека АДГ существует в виде димера и кодируется семью генами.
- Печеночные формы АДГ относятся к классу 1 и состоят из α, β и γ субъединиц.
- АДГ катализирует окисление этанола до ацетальдегида и участвует в метаболизме ретинола.
- Активность АДГ различна у мужчин и женщин, а также у людей из разных уголков мира.
-
АДГ у дрожжей и бактерий
- Дрожжи и бактерии используют АДГ для ферментации глюкозы до этанола и CO2.
- Основная АДГ дрожжей крупнее человеческой и содержит цинк.
- Пивные дрожжи содержат ADH2, используемую для обратного превращения этанола в ацетальдегид.
-
АДГ у растений
- В растениях АДГ катализирует ту же реакцию, обеспечивая постоянный запас NAD+.
- У кукурузы есть две версии гена ADH, у Arabidopsis thaliana — один ген.
- АДГ конститутивно экспрессируется на низких уровнях в корнях молодых растений.
-
Железосодержащие АДГ
- Железосодержащие АДГ встречаются в бактериях и грибках и чувствительны к кислороду.
- Примеры включают ADH4 Saccharomyces cerevisiae и ADH2 Zymomonas mobilis.
-
Другие типы АДГ
- Хиноферменты требуют наличия хиноидных кофакторов, таких как пирролохинолинхинон.
- Типичный пример — метанолдегидрогеназа метилотрофных бактерий.
-
Приложения АДГ
- АДГ используются для синтеза энантиомерно чистых стереоизомеров хиральных спиртов.
- В топливных элементах АДГ могут использоваться для расщепления топлива на этаноле.
-
Клиническое значение АДГ
- Изменения уровня АДГ влияют на риск развития алкогольной зависимости.
- Наркотическая зависимость также может быть связана с АДГ, но необходимы дополнительные исследования.
- Фомепизол используется при острой токсичности метанола и этиленгликоля.
-
Эффект этанола
- Этанол также может достигать эффекта за счет конкурентного ингибирования АДГ
-
Метаболизм лекарственных средств
- Препарат гидроксизин расщепляется на цетиризин под действием АДГ
- Другие лекарственные средства алкогольной группы могут метаболизироваться аналогично
-
Алкогольдегидрогеназа (NAD(P)+)
- Альдегиддегидрогеназа и Оксидоредуктаза также участвуют в метаболизме алкоголя
-
Влияние алкоголя на обмен веществ
- Содержание алкоголя в крови влияет на скорость обмена веществ
-
Рекомендации
- Внешние ссылки на структуры и последовательности АДГ
- Ссылки на базы данных и литературу по АДГ