Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Гистидинді гистаминге айналдыратын фермент. Гистидин декарбоксилазасы (HDC) 15-шы хромосоманың q21.1-21.2 аймағында транскрипцияланады және гистидиннің декарбоксилденуін катализдеу арқылы гистамин құрайды. Сүтқоректілерде гистамин – маңызды биогендік амин, ол нейротрансмиссия, асқазан қышқылының секрециясы және иммундық жауапты реттеуде маңызды рөл атқарады. Эукариоттар мен грам-теріс бактериялар ортақ HDC-ге ие, ал грам-оң бактериялар эволюциялық жағынан байланыссыз пирувоилге тәуелді HDC-ді пайдаланады. Адамдарда гистидин декарбоксилазасы HDC генімен кодталады.
Enzyme that converts histidine to histamine
The enzyme histidine decarboxylase (, HDC) is transcribed on chromosome 15, region q21.1 21.2, and catalyzes the decarboxylation of histidine to form histamine. In mammals, histamine is an important biogenic amine with regulatory roles in neurotransmission, gastric acid secretion and immune response. Eukaryotes, as well as gram negative bacteria share a common HDC, while gram positive bacteria employ an evolutionarily unrelated pyruvoyl dependent HDC. In humans, histidine decarboxylase is encoded by the HDC gene.
Құрылымы
Гистидин декарбоксилазасы – пиридоксалға тәуелді II топтағы декарбоксилаза, сондай-ақ ароматты L-аминқышқылы декарбоксилазасы және тирозин декарбоксилазасы. HDC 74 кДа полипептид түрінде өрнектеледі, бірақ ферменттік функциясы жоқ. Фермент тек посттрансляциялық өңдеуден кейін ғана белсенді болады. Бұл өңдеу процесінде белоктың С-терминалды тізбегінің көп бөлігі қысқартылып, пептидтің молекулалық салмағы 54 кДа-ға дейін төмендейді. Гистидин декарбоксилазасы гомодимер ретінде табылады, оның белсенді ортағын бірнеше аминқышқылы, қарсы тізбектегі аминқышқылымен бірге тұрақтандырады. HDC бейкүнде болған кезде PLP лизин 305-ке Шиф базасы арқылы ковалентті байланысады және аспартат 273, серин 151 және қарсы тізбектегі серин 354 сияқты жақын орналасқан аминқышқылымен бірнеше сутекті байланыс арқылы тұрақтандырылады. Бұл лизин 305 белсенді нүктесінің маңында ерекше байқалады.
Histidine decarboxylase is a group II pyridoxal dependent decarboxylase, along with aromatic L amino acid decarboxylase, and tyrosine decarboxylase. HDC is expressed as a 74 kDa polypeptide which is not enzymatically functional. Only after post translational processing does the enzyme become active. This processing consists of truncating much of the protein's C terminal chain, reducing the peptide molecular weight to 54 kDa. Histidine decarboxylase exists as a homodimer, with several amino acids from the respective opposing chain stabilizing the HDC active site. In HDC's resting state, PLP is covalently bound in a Schiff base to lysine 305, and stabilized by several hydrogen bonds to nearby amino acids aspartate 273, serine 151 and the opposing chain's serine 354. This is particularly evident in the vicinity of the active site lysine 305.
Механизм
HDC гистидинді PLP кофакторы арқылы декарбоксиляциялайды, ол бастапқыда лизин 305-ке Шифф базасы арқылы байланысқан. Бұл 1.73 с⁻¹ эксперименттік айналым жылдамдығымен сәйкес келеді. Декарбоксиляциядан кейін, PLP аралық өнімі екінші суббірліктен тирозин 334 арқылы протонмен қабылданады. Протонға қабылдану су молекуласының қатысуымен жүзеге асады және өте жылдам, сондай-ақ термодинамикалық тұрақты. HDC гистидин субстратына қатысты жоғары селективтілікке ие.
HDC decarboxylates histidine through the use of a PLP cofactor initially bound in a Schiff base to lysine 305. and fitting the experimental turnover of 1.73 s^{ 1}. After the decarboxylation takes place, the PLP intermediate is protonated by tyrosine 334 from the second subunit. The protonation is mediated by a water molecule and it is very fast and also very exergonic. HDC is highly specific for its histidine substrate.
Биологиялық маңыздылығы
Гистидин декарбоксилазасы - гистаминнің негізгі биологиялық көзі. Гистамин – көптеген физиологиялық процестерді бақылайтын маңызды биогендік амин. Төрт түрлі гистамин рецепторлары бар: H1, H2, H3 және H4, олардың әрқайсысы әртүрлі биологиялық маңызға ие. H1 рецепторы орталық және шеткі жүйке жүйесінің циркадтық ритм, дене температурасы және аштық сияқты бірнеше функцияларын реттейді. H2 рецепторының белсенділігі асқазан сөлінің бөлінуіне және тегіс бұлшық еттерінің босаңсуына әкеледі. H3 рецепторы гистамин синтезі мен шығарылуын тежеу арқылы гистамин айналымын бақылайды. Соңында, H4 рецепторы мастоциттердің химиотаксисі мен цитокин өндірісіне қатысады.
Histidine decarboxylase is the primary biological source of histamine. Histamine is an important biogenic amine that moderates numerous physiologic processes. There are four different histamine receptors, H1, H2, H3, and H4, each of which carries a different biological significance. H1 modulates several functions of the central and peripheral nervous system, including circadian rhythm, body temperature and appetite. H2 activation results in gastric acid secretion and smooth muscle relaxation. H3 controls histamine turnover by feedback inhibition of histamine synthesis and release. Finally, H4 plays roles in mast cell chemotaxis and cytokine production.
Ингибициялау
ГДҚ α фторметилгистидин және гистидин метил эфирімен тежелуі мүмкін.
HDC can be inhibited by α fluoromethylhistidine and histidine methyl ester.
Клиникалық маңызы
Антигистаминдік препараттар – организмдегі гистаминнің күйдіргіш әсерін азайтуға арналған дәрілік заттар класы. Типтік антигистаминдік препараттар олардың қандай физиологиялық мақсатқа қызмет ететініне байланысты нақты гистамин рецепторларын бөгеп тұрады. Мысалы, дифенгидрамин (Бенадрил™) H1 гистамин рецепторын бағыттап, оның қызметін тежейді, соның нәтижесінде аллергиялық реакциялардың белгілерін жеңілдетеді. Гистидин декарбоксилазасының ингибиторларын әдеттен тыс антигистаминдік препараттар ретінде қолдану мүмкін. Тритоквалин, сондай-ақ әртүрлі катехиндер, мысалы, эпигаллокатехин 3 галлаты – жасыл шайдың маңызды құрамы, HDC және гистамин өндіретін жасушаларды бағыттайды, гистамин деңгейін төмендетеді және қабынуға қарсы, ісікке қарсы және антиангиогендік әсерлер көрсетеді. Гистидин декарбоксилазасы генінің мутациялары Турет синдромы (ТС) бар бір отбасыда анықталды, бірақ олар ТС-ның көптеген жағдайларын түсіндірмейді деп саналады.
Antihistamines are a class of medications designed to reduce unwanted effects of histamine in the body. Typical antihistamines block specific histamine receptors, depending on what physiological purpose they serve. For example, diphenhydramine (Benadryl™), targets and inhibits the H1 histamine receptor to relieve symptoms of allergic reactions. Inhibitors of histidine decarboxylase can conceivably be used as atypical antihistamines. Tritoqualine, as well as various catechins, such as epigallocatechin 3 gallate, a major component of green tea, have been shown to target HDC and histamine producing cells, reducing histamine levels and providing anti inflammatory, anti tumoral, and anti angiogenic effects. Mutations in the gene for Histidine decarboxylase have been observed in one family with Tourette syndrome (TS) and are not thought to account for most cases of TS.