Кіріспе

Ақуыз кешені
Тармақталған тізбекті α-кетоқышқыл дегидрогеназа кешені (BCKDC немесе BCKDH кешені) – митохондрияның ішкі мембранасында табылған көп суббұрышты ферменттер кешені. Бұл фермент кешені тармақталған, қысқа тізбекті α-кетоқышқылдардың тотығу декарбоксилдеуін катализдейді. BCKDC митохондриялық α-кетоқышқыл дегидрогеназа кешені отбасының мүшесі болып табылады, оған сондай-ақ пируват дегидрогеназа және α-кетоглутарат дегидрогеназа кіреді, бұл Кребс циклындағы маңызды ферменттер.

Биологиялық қызметі

Жануарлар тіндерінде BCKDC L изолеуцин, L валин және L лейцин тармақталған тізбегі бар аминқышқылдарының катаболизіндегі қайтымсыз қадамды катализдейді, олардың амин тобынан айырылған туындыларына (L альфа-кето-бета-метилвалерат, альфа-кетоизовалерат және альфа-кетоизокапроат) әсер ете отырып, оларды тиісінше α-метилбутирил-КоА, изобутирил-КоА және изовалерил-КоА-ға айналдырады. Бактерияларда бұл фермент тармақталған, ұзын тізбекті май қышқылдарының синтезіне қатысады. Өсімдіктерде бұл фермент тармақталған, ұзын тізбекті көмірсутектердің синтезіне қатысады. BCKDC катализдейтін жалпы катаболикалық реакция 1-суретте көрсетілген.

E1 кіші бірлігі

E1 тиамин пирофосфатын (TPP) катализдік кофактор ретінде пайдаланады. E1 α-кетоқышқылының декарбоксилдеуін және E2-ге ковалентті байланысқан липоил тобының (тағы бір катализдік кофактор) келесі редуктивті ацилдеуін катализдейді.

E2 кіші бірлігі

E2 липоил тобынан ацил тобын коэнзим А-ға (стехиометриялық кофактор) беру реакциясын катализдейді.

E3 кіші бірлігі

E3 компоненті – флавопротеин, ол FAD (каталитикалық кофактор) окистендіргіш ретінде пайдаланып, E2-нің тотыққан липоил күкірт қалдықтарын қайтадан окистендіреді. Содан кейін FAD осы протон мен электронды NAD+ (стехиометриялық кофактор) молекуласына беріп, реакция циклын аяқтайды.

Аурудың маңыздылығы

Бұл кешеннің кез келген ферментінің жетіспеушілігі, сондай-ақ кешеннің толыққанды тежелуі ағзада тармақталған тізбекті аминқышқылдары мен олардың зиянды туындыларының жиналуына алып келеді. Бұл жиналулар дене шығарындыларына (құлақ кірі және зәр сияқты) тәтті иіс береді, нәтижесінде клен сиропы зәр ауруы деп аталатын патология пайда болады. Бұл фермент – бауырдың жедел жетіспеушілігінің бір түрі – біріншілік өт циррозында танылатын аутоантиген. Бұл антиденелер қабыну иммундық жауаптардың нәтижесінде пайда болған тотыққан белокты таниды. Бұл қабыну жауаптарының кейбіреулері глютенге сезімталдықпен түсіндіріледі. Басқа митохондриялық аутоантигендерге пируват дегидрогеназа және тармақталған тізбекті оксоглутарат дегидрогеназа жатады, олар митохондрияға қарсы антиденелермен танылатын антигендер. BCKDK генінің мутациясы, оның белок өнімі кешеннің белсенділігін бақылайды, кешеннің жоғары белсенділігіне және үш аминқышқылдың артық катаболизміне әкелуі мүмкін. Бұл тармақталған тізбекті кетоқышқыл дегидрогеназа киназасының жетіспеушілігіне алып келеді, бұл сирек кездесетін ауру алғаш рет 2012 жылы адамдарда сипатталған.