Введение
Фермент, преобразующий гипоксантин в инозинмонофосфат.
Гипоксантин-гуанинфосфорибозилтрансфераза (HGPRT) – это фермент, кодируемый у человека геном HPRT1. HGPRT является трансферазой, которая катализирует превращение гипоксантина в инозинмонофосфат и гуанина в гуанозинмонофосфат. В этой реакции 5-фосфорибозильная группа переносится от 5-фосфорибозил-1-пирофосфата (ПРПП) к пурину. HGPRT играет центральную роль в образовании пуриновых нуклеотидов посредством пути утилизации пуринов.
Субстраты и ингибиторы
Сравнительное моделирование гомологии этого фермента в L. donovani показало, что среди всех исследованных в ходе компьютерного скрининга соединений, пентамидин, 1,3-динитроадамантан, ацикловир и аналоги ацикловира демонстрировали более высокую аффинность связывания, чем реальный субстрат (гуанозинмонофосфат). In silico и in vitro корреляция этих соединений была проверена на Leishmania HGPRT и подтвердила полученные результаты.
Роль в болезни
Мутации в гене приводят к гиперурикемии. На данный момент обнаружено как минимум 67 мутаций в этом гене, вызывающих заболевание: у некоторых мужчин наблюдается частичный дефицит HGPRT (до 20% снижения активности фермента), который вызывает повышенный уровень мочевой кислоты в крови, что приводит к развитию подагрического артрита и образованию камней из мочевой кислоты в мочевыводящих путях. Это состояние известно как синдром Келли–Сигмиллера. Синдром Леш–Нихана обусловлен дефицитом HGPRT, вызванным мутацией HPRT1. Некоторые мутации связаны с подагрой, риск развития которой возрастает при дефиците гипоксантин-гуанин фосфорибозилтрансферазы. Экспрессия HPRT на уровнях мРНК и белка индуцируется фактором, индуцируемым гипоксией 1 (HIF1A). HIF 1 – это фактор транскрипции, который регулирует целый ряд клеточных реакций, используемых для адаптации при недостатке кислорода. Это указывает на то, что HPRT является важным механизмом, помогающим клетке сохранять пуриновые нуклеотидные ресурсы в условиях гипоксии, как это наблюдается при таких патологиях, как ишемия миокарда.
Some men have partial (up to 20% less activity of the enzyme) HGPRT deficiency that causes high levels of uric acid in the blood, which leads to the development of gouty arthritis and the formation of uric acid stones in the urinary tract. This condition has been named the Kelley–Seegmiller syndrome. Lesch–Nyhan syndrome is due to deficiency of HGPRT caused by HPRT1 mutation. Some mutations have been linked to gout, the risk of which is increased in hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase deficiency. HPRT expression on the mRNA and protein level is induced by hypoxia inducible factor 1 (HIF1A). HIF 1 is a transcription factor that directs an array of cellular responses that are used for adaptation during oxygen deprivation. This finding implies that HPRT is a critical pathway that helps preserve the cell's purine nucleotide resources under hypoxic conditions as found in pathology such as myocardial ischemia.
Создание гибридомы
Гибридомы – это бессмертные (неподверженные клеточному старению) HGPRT+ клетки, образующиеся в результате слияния смертных HGPRT+ плазматических клеток и бессмертных HGPRT− клеток миеломы. Они создаются для производства моноклональных антител в биотехнологии. Среда HAT ингибирует de novo синтез нуклеиновых кислот, уничтожая клетки миеломы, которые не могут переключиться на путь утилизации из-за отсутствия HPRT1. Плазматические клетки в культуре в конечном итоге погибают от старения, оставляя чистую популяцию клеток гибридомы.