Введение

Белок млекопитающих, обнаруженный у человека (Homo sapiens). Аденозин-деаминаза (также известная как аденозин-аминогидролаза, или ADA) — это фермент, участвующий в метаболизме пуринов. Он необходим для расщепления аденозина, поступающего с пищей, и для обмена нуклеиновых кислот в тканях. Его основная функция у человека заключается в развитии и поддержании иммунной системы. Однако полное физиологическое значение ADA до сих пор не установлено.

Структура

АДА существует как в мономерной, так и в димерной форме. Она свернута в восемь параллельных α/β-спиралей, окружающих глубокую центральную полость, являющуюся активным центром. Независимо от механизма, Zn2+ как сильный электрофил активирует молекулу воды, которая депротонируется основным аминокислотным остатком Asp295 с образованием атакующего гидроксид-иона.

Функция

ADA считается одним из ключевых ферментов пуринового метаболизма. Также было предложено, что ADA, помимо расщепления аденозина, стимулирует высвобождение возбуждающих аминокислот и необходима для взаимодействия аденозиновых рецепторов A1 с гетеротримерными G-белками, что позволяет предположить, что хроническое воздействие высоких уровней аденозина может усиливать воспалительные реакции, а не подавлять их. Кроме того, было установлено, что белок и активность AMP-деаминазы повышаются в сердцах мышей с гиперэкспрессией HIF 1α, что частично объясняет сниженные уровни аденозина в сердцах, экспрессирующих HIF 1α, при ишемическом стрессе. В мейотических и постмейотических мужских половых клетках ADA2 регулирует гетерохроматин посредством трансляции гена MDC1.

Патология

Некоторые мутации в гене аденозиндеаминазы приводят к его неэкспрессии. Возникающий дефицит является одной из причин тяжелого комбинированного иммунодефицита (SCID), особенно с аутосомно-рецессивным типом наследования. Низкий уровень АДА также связан с воспалением легких, гибелью тимических клеток и нарушенной передачей сигнала через Т-клеточные рецепторы. В то же время, мутации, вызывающие избыточную экспрессию этого фермента, могут быть причиной гемолитической анемии. Имеются данные, что другой аллель (ADA2) может быть связан с развитием аутизма. Повышенные уровни АДА также ассоциируются с синдромом приобретенного иммунодефицита (СПИД).

Изоформы

Существует 2 изоформы ADA: ADA1 и ADA2. ADA1 обнаружена в большинстве клеток организма, особенно в лимфоцитах и макрофагах, где она присутствует не только в цитозоле и ядре, но и в виде экто-формы на клеточной мембране, связанной с дипептидилопептидазой 4 (также известной как CD26). ADA1 в основном участвует во внутриклеточной активности и существует как в форме мономера, так и в форме димера. ADA2 была впервые идентифицирована в селезенке человека, а затем обнаружена в других тканях, включая макрофаги, где она сосуществует с ADA1. Обе изоформы регулируют соотношение аденозина и дезоксиаденозина, усиливая уничтожение паразитов. ADA2 преимущественно содержится в плазме и сыворотке крови человека и существует исключительно в виде гомодимера.

Клиническое значение

ADA2 является преобладающей формой, присутствующей в плазме крови человека, и повышается при многих заболеваниях, особенно связанных с иммунной системой: например, при ревматоидном артрите, псориазе и саркоидозе. Изоформа ADA2 в плазме также повышена в большинстве случаев рака. ADA2 не является повсеместной, а сосуществует с ADA1 только в моноцитах и макрофагах. Общую активность ADA в плазме можно измерить с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии или ферментативных и колориметрических методов. Вероятно, наиболее простой метод – измерение аммиака, выделяющегося при расщеплении аденозина до инозина. После инкубации плазмы с буферным раствором аденозина аммиак вступает в реакцию с реагентом Бертело, образуя синий цвет, интенсивность которого пропорциональна активности фермента. Для измерения ADA2 перед инкубацией добавляют эритро-9 (2-гидрокси-3-нонил)аденин (EHNA) для ингибирования ферментативной активности ADA1. Диагностировать туберкулезный плеврит теперь можно точно, определяя повышенный уровень аденозиндеаминазы в плевральной жидкости – выше 40 ЕД/л. Кладрибин и пентостатин – противоопухолевые препараты, используемые для лечения волосатоклеточной лейкемии; их механизм действия заключается в ингибировании аденозиндеаминазы.