Введение
Белковый комплекс Комплекс α-кетокислотной дегидрогеназы с разветвленной цепью (BCKDC или BCKDH комплекс) — это многосубъединичный комплекс ферментов, расположенный на внутренней мембране митохондрий. Этот ферментный комплекс катализирует окислительное декарбоксилирование разветвленных короткоцепочечных α-кетокислот. BCKDC входит в семейство митохондриальных α-кетокислотных дегидрогеназ, в которое также входят пируватдегидрогеназа и α-кетоглутаратдегидрогеназа — ключевые ферменты, функционирующие в цикле Кребса.
The branched chain α ketoacid dehydrogenase complex (BCKDC or BCKDH complex) is a multi subunit complex of enzymes that is found on the mitochondrial inner membrane. This enzyme complex catalyzes the oxidative decarboxylation of branched, short chain alpha ketoacids. BCKDC is a member of the mitochondrial α ketoacid dehydrogenase complex family, which also includes pyruvate dehydrogenase and alpha ketoglutarate dehydrogenase, key enzymes that function in the Krebs cycle.
Биологическая функция
В тканях животных BCKDC катализирует необратимую стадию катаболизма аминокислот с разветвленной цепью – L-изолейцина, L-валина и L-лейцина, действуя на их деаминированные производные (L-альфа-кето-бета-метилвалерат, альфа-кетоизовалерат и альфа-кетоизокапроат соответственно) и превращая их в α-метилбутирил-CoA, изобутирил-CoA и изовалерил-CoA соответственно. У бактерий этот фермент участвует в синтезе разветвленных жирных кислот с длинной цепью. У растений этот фермент вовлечен в синтез разветвленных углеводородов с длинной цепью. Общая катаболическая реакция, катализируемая BCKDC, представлена на рисунке 1.
Подгруппа E1
В E1 в качестве каталитического кофактора используется тиаминпирофосфат (TPP). E1 катализирует как декарбоксилирование α-кетокислоты, так и последующее редуктивное ацилирование липоевой группы (другой каталитический кофактор), ковалентно связанной с E2.
Подгруппа E2
E2 катализирует перенос ацильной группы от липоевого фрагмента к коферменту А (стехиометрический кофактор).
Подгруппа E3
Компонент E3 является флавопротеином, который повторно окисляет восстановленные липоильные серные остатки E2, используя FAD (каталитический кофактор) в качестве окислителя. Затем FAD передает эти протоны и электроны NAD+ (стехиометрический кофактор) для завершения цикла реакции.
Отношение к заболеванию
Дефицит любого из ферментов этого комплекса, а также ингибирование комплекса в целом, приводит к накоплению аминокислот с разветвленной цепью и их вредных производных в организме. Эти накопления придают сладковатый запах биологическим жидкостям (таким как ушная сера и моча), что приводит к патологии, известной как болезнь кленового сиропа. Этот фермент является аутоантигеном, распознаваемым при первичном билиарном циррозе, форме острой печеночной недостаточности. Эти антитела, по-видимому, распознают окисленный белок, образовавшийся в результате воспалительных иммунных реакций. Некоторые из этих воспалительных реакций объясняются чувствительностью к глютену. Другие митохондриальные аутоантигены включают пируватдегидрогеназу и разветвленноцепочечный альфа-кетоглутаратдегидрогеназу, которые являются антигенами, распознаваемыми антимитохондриальными антителами. Мутации гена BCKDK, белковый продукт которого контролирует активность комплекса, могут приводить к чрезмерной активации комплекса и избыточному катаболизму трех аминокислот. Это приводит к дефициту киназы разветвленноцепочечных кетокислотдегидрогеназы, редкому заболеванию, впервые описанному у людей в 2012 году.
include pyruvate dehydrogenase and branched chain oxoglutarate dehydrogenase, which are antigens recognized by anti mitochondrial antibodies. Mutations of the BCKDK gene, whose protein product controls the activity of the complex, may result in over activation of the complex and excessive catabolism of the three amino acids. This leads to branched chain keto acid dehydrogenase kinase deficiency, a rare disease first described in humans in 2012.