Language
Country/Area
No result found
Удивительная структура этого фермента: как аденозиндезаминаза прекрасно разблокирует метаболизм нуклеиновых кислот?
Аденозинддезаминаза (АДА) — фермент, участвующий в пуриновом обмене. Как ключевой биологический катализатор, АДА играет важную роль во многих физиологических процессах, особенно в развитии и поддержании иммунной системы. Хотя ее основные функции широко признаны, полная физиологическая роль АДА остается предметом интенсивных исследований среди ученых.
Структура аденозиндезаминазы чрезвычайно тонкая, что позволяет ей максимально изолировать влияние растворителей после связывания с субстратом.
Структура фермента
АДА имеет уникальную структуру и существует в виде маленьких мономеров и больших димеров. Монотип ADA состоит из полипептидной цепи, которая сворачивается в восемь параллельных α/β-цилиндров, окружающих центральный глубокий карман, который является ее активным центром. В своей структуре АДА помимо восьми центральных β-бочонков и восьми периферийных α-спиралей содержит еще пять спиральных структур.
В активном центре ионы цинка играют решающую роль. Он расположен в самой глубокой части активного центра и координируется атомами множества аминокислот и субстратов. Этот ион цинка является единственным кофактором ферментативной активности. Структурное оформление активного центра делает субстрат аденозин практически полностью невосприимчивым к воздействию внешних растворителей при его соединении с ним. Это придает АДА высокоэффективную каталитическую способность.
Механизм реакции
Аденозинддезаминаза превращает аденозин в соответствующий нуклеозин-инозин посредством реакции дезаминирования. В этом процессе аминогруппа аденозина заменяется кетоновой группой, а образовавшийся инозин затем может превращаться в гидроксиксантин с помощью других ферментов.
Каталитический механизм аденозиндезаминазы включает стереоспецифическую реакцию присоединения-отщепления, в которой ионы цинка играют незаменимую роль.
Физиологические функции
АДА, как ключевой фермент пуринового обмена, обнаружена во многих организмах, включая бактерии, растения и различных позвоночных. Он особенно важен для иммунной системы человека и участвует в таких процессах, как дифференцировка эпителиальных клеток, нервная проводимость и поддержание беременности.
Помимо расщепления аденозина, активность ADA стимулирует высвобождение возбуждающих аминокислот и способствует связыванию аденозиновых рецепторов А1 с гетеротримерными G-белками. Кроме того, дефицит аденозиндезаминазы связан с хроническим фиброзом легких, что позволяет предположить влияние высоких концентраций аденозина на воспалительную реакцию.
Патологическое значение
Определенные мутации в гене аденозиндезаминазы могут привести к его дефициту, что является одной из ведущих причин тяжелого комбинированного иммунодефицита (ТКИД). Кроме того, низкие уровни ADA связаны с воспалением легких, гибелью тимоцитов и дефектами передачи сигналов рецепторов Т-клеток. Соответственно, определенные мутации, приводящие к сверхэкспрессии ADA, могут вызывать гемолитическую анемию.
Изоформа фермента
АДА существует в двух изоформах: АДА1 и АДА2. ADA1 в основном обнаруживается в большинстве клеток организма, тогда как ADA2 доминирует в крови человека. Две изоформы работают вместе, регулируя соотношение аденозина и дезоксиаденозина и оказывая свои собственные уникальные физиологические эффекты.
Клиническая значимость
Измерение уровня ADA в плазме имеет большое значение для диагностики и лечения некоторых заболеваний. Например, новые уровни ADA2 связаны с различными заболеваниями иммунной системы и раком. Кроме того, ADA также может использоваться в сопутствующих обследованиях для выявления ворсинчатой гемангиомы и туберкулеза, а также используется в составе противоопухолевых препаратов для лечения капиллярного лейкоза.
Процесс синтеза АДА и его взаимосвязь с различными физиологическими и патологическими состояниями заслуживают дальнейшего исследования и обсуждения.
Поэтому волшебная структура и функция аденозиндезаминазы открыли нам тайны метаболизма нуклеиновых кислот, и ее потенциальные клинические применения не менее интересны - в будущем это приведет нас к лучшему пониманию и лечению. А как насчет сопутствующих заболеваний? ?
