Кіріспе

Дигидролипоил трансацетилаза (немесе дигидролипоамид ацетилтрансфераза) ферменті - мультиферменттік пируват дегидрогеназа кешенінің ферменттік компоненті. Пируват дегидрогеназа кешені гликолизді лимон қышқылы циклына байланыстыратын пируватты декарбоксилдеу сатысына жауапты. Бұл пируваттың гликолизден ацетил-коагенге айналуына байланысты, содан кейін цитрус қышқылының циклында жасушалық тыныс алуды жүзеге асыру үшін қолданылады. Пируват дегидрогеназа кешенінде үш түрлі фермент компоненті бар. Пируват дегидрогеназасы (EC 1.2.4.1) пируватты тотығудан, дигидролипоил трансацетилазасы (бұл фермент; EC 2.3.1.12) ацетил тобын А (CoA) коферментке ауыстырады, ал дигидролипоил дегидрогеназасы (EC 1.8.1.4) липоамидті қайта түзеді. Дигидролипоил трансацетилаза пируватты ацетилкоацетилге айналдыру реакциясына қатысатын үш фермент компонентінің екіншісі болғандықтан, оны кейде E2 деп атайды. Адамда, дигидролипоил трансацетилазаның ферменттік белсенділігі пируват дегидрогеназа кешенінің E2 (PDCE2) компонентінде орналасқан, ол DLAT (дигидролипоамид S ацетилтрансфераза) генінде кодталады.

Құрылымы

Барлық дигидролипоил трансацетилазалардың бірегей көп доменді құрылымы бар, ол (N-ден C-ге дейін): 3 липоил доменінен, өзара әрекеттесу доменінен және каталитикалық доменнен тұрады (Pfam-дағы домендік архитектураны қараңыз). Барлық домендер ретсіз, күрделілігі төмен байланыстырушы аймақтармен байланысты. Түрге байланысты, дигидролипоил трансацетилаза ферменттерінің бірнеше кіші бірліктері бір-бірімен кубтық немесе додекаэдрлік пішінде орналаса алады. Бұл құрылымдар пируват дегидрогеназа кешенінің каталитикалық өзегін құрайды, ол ацетил тобын CoA-ға көшіретін реакцияны катализациялап қана қоймай, сонымен қатар жалпы кешеннің архитектурасын құруда маңызды құрылымдық рөл атқарады. Каталитикалық домендер тримерлерге жиналады, белсенді сайт субжүйе интерфейсінде орналасқан. Бұл тримердің белсенді орны топологиясы хлорамфеникол ацетилтрансферазының топологиясымен бірдей. Содан кейін сегіз тримерді қуыс қималанған текшеге орналастырады. Екі негізгі субстрат, CoA және липоамид (Lip(SH) 2), суббұрыштардың арасында жүретін және катализдік орталықты құрайтын 30 Å ұзын арнаның екі қарама-қарсы кіреберісінде кездеседі. CoA текше ішінен, ал липоамид сырттан кіреді.

Додекаэдр

Көптеген түрлерде, соның ішінде Geobacillus stearothermophilus және Enterococcus faecalis сияқты бактериялар мен сиырларда, он екі жүзді ядролық құрылым жалпы 60 кіші бірліктен тұрады. Кіші бірліктер үштен тұратын топтарға орналастырылған, олар текше ядро пішінде тримерлерге ұқсас, әр топ 20 dodecahedral ұштарынан бірін құрайды.

Функция

Дигидролипоил трансацетилаза гликолизді лимон қышқылы циклына байланыстыратын пируват декарбоксилдеу реакциясына қатысады. Бұл метаболистік процестер жасушалық тыныс алу үшін маңызды - қоректік заттардан алынған биохимиялық энергияны аденозин трифосфатына (АТФ) айналдыру, содан кейін ол жасушаның ішінде көптеген биологиялық реакцияларды жүргізуге пайдаланылуы мүмкін. Жасушалық тыныс алудың әртүрлі бөліктері жасушаның әртүрлі бөліктерінде өтеді. Эукариоттарда гликолиз цитоплазмада, пируват декарбоксилиру митохондрияда, лимон қышқылы циклы митохондрия матрицасында және митохондриялық кристаларда электронды тасымалдау тізбегі арқылы тотықтырғыш фосфорилируда болады. Осылайша пируват дегидрогеназа кешендері (дигидролипоил трансацетилаза ферменттерін қамтиды) эукариоттардың митохондрияларында (және прокариоттардың цитозолында) кездеседі.

Механизм

Пируватты декарбоксилдеу үшін кешенді құрайтын ферменттерге қоса бірнеше кофактор қажет. Біріншісі - тиамин пирофосфаты (ТПФ), ол пируват дегидрогеназасы пируватты тотықтандыруға және гидроксиэтил ТПФ аралық түрін қалыптастыруға пайдаланады. Бұл аралық зат дигидролипоил трансацетилазамен қабылданады және екінші липоамидтік кофактормен реакцияға түсіп, ацетилдигидролипоил аралық зат түзіледі, бұл процесте TPP бөлінеді. Осы екінші аралық зат содан кейін А коферментінің нуклеофилді күкіртпен шабуылға ұшырайды және дигидролипоамид шығарылады. Бұл пируватты декарбоксилдеудің соңғы мақсаты болып табылатын ацетил- КоА өндірісіне әкеледі. Дигидролипоамидті дигидролипоилдегидрогеназа алады, ал қосымша кофакторлармен FAD және NAD + бастапқы липоамидті қайта түзеді (пайдалы қосалқы өнім ретінде NADH).

Бастапқы өт циррозы

Бастапқы өт циррозы (БПЦ) - митохондриялық және ядролық антигендерге қарсы аутоантиденелермен сипатталатын аутоиммунды ауру. Бұлар тиісінше антимитохондриалды антиденелер (АМА) және антиядролық антиденелер (АНА) деп аталады. Бұл антиденелер ПБК пациенттерінің сарысуында анықталады және эпитоптық ерекшелігі бойынша әр пациентке ерекшеленеді. ПБК- мен ауыратын науқастарда аутоантиденелік реактивтілікті тудыратын митохондриялық антигендердің ішіндегі ең көп таралған эпитоп - пируват дегидрогеназа кешенінің E2 кіші бірлігі, дигидролипоил трансацетилаза (басқа антигендерге 2 оксокислоталық дегидрогеназа кешендерінің ферменттері, сондай- ақ пируват дегидрогеназа кешендерінің басқа ферменттері жатады). Жақында алынған деректерге сүйенсек, каталитикалық сайттағы пептидтер ПБК- мен ауыратын науқастарда анти- ПДК E2 антиденелерімен танылатын иммунодоминантты эпитоптарды көрсете алады. Аутоиммундық гепатит (АИГ) бар науқастарда анти- PDC E2 антиденелерінің бар екендігі дәлелденген.

Пируват дегидрогеназаның жетіспеушілігі

Пируват дегидрогеназаның жетіспеушілігі (PDH) - бұл нәрестелік және ерте балалық шақта сүт қышқылдықты, сондай-ақ неврологиялық дисфункцияны тудыратын генетикалық ауру. PDH әдетте пируват дегидрогеназа кешенінің E1 кіші бірлігі үшін X- байланысты гендегі мутацияның нәтижесі болып табылады. Алайда, PDH ауруы бар науқастың E2 субжүйеге арналған аутосомалық генінде мутация болған бірнеше сирек жағдай болды. Бұл пациенттерде симптомдардың нашарлауы, ең көрнекті аурудың эпизодикалық дистониясы, бірақ гипотония мен атаксия да кездескен.