Interested Article - Малатдегидрогеназа
- 2020-06-28
- 1
Малатдегидрогеназа (Дегидрогеназа яблочной кислоты, англ. MDH , — фермент , катализирующий окисление S-малата (L- яблочная кислота ) до оксалоацетата (щавелевоуксусной к-ты).
(S)-malate + NAD(+) <=> oxaloacetate + NADH
Цитоплазматическая малатдегидрогеназа MDH1 (1.1.1.37) кодируется геном, локализованным на 2-й хромосоме, экспрессируется в гепатоцитах и нефроцитах, участвует в глюконеогенезе.
Коферментом
этой реакции является
НАД
.
Митохондриальная малатдегидрогеназа MDH2 (1.1.1.37) кодируется геном, локализованным на 7-й хромосоме, экспрессируется во всех тканях и участвует в Цикле Кребса (
цикл трикарбоновых кислот
, цикл лимонной кислоты).
Коферментом
этой реакции является
НАД
.
Малатдегидрогеназа (НАДФ) (NADP-malic enzyme, 1.1.1.82) кодируется геном EGO , экспрессируется в цитоплазму клеток тех тканей, которые участвуют в биосинтезе жирных кислот: гепатоциты, клетки молочной железы и др.
Коферментом
этой реакции является
НАДФ
. Наряду с пентозофосфатным циклом
[2]
является поставщиком НАДФН для синтазы жирных кислот, а так же для биосинтеза
холестерина
.
Механизм действия фермента включает стадии последовательного, согласованного присоединения двух субстратов. В начале, в активный центр MDH2 присоединяется дикарбоновая кислота (яблочная (анион - малат) или щавелевоуксусная (анион - оксалоацетат)). Затем присоединяется НАД+ или НАДН соответственно, через аденилатный фрагмент, который связывается так, что никотинамидный фрагмент атакует гидроксильный или карбонильный углерод дикарбоновой кислоты [1,2].
Ряд малатдегидрогеназ являются декарбоксилирующими ферментами и участвуют как в выработке НАДФН, так и регуляции уровня углекислого газа внутри клеток. Малатдегидрогеназа (НАДФ) (NADP-malic enzyme, 1.1.1.40) Декарбоксилирующий фермент, экспрессированный в различных органах и тканях, участвующий в биосинтезе фосфолипидов. Широко экспрессирован в гепатоцитах как в матриксе митохондрий так и в цитоплазме. Этот изофермент выделен из водорослей и растений, экспрессирован в хлоропластах и цитоплазме. Кристаллические формы фермента из цитоплазмы человеческих гепатоцитов описаны довольно широко
(S)-malate + NADP(+) <=> pyruvate + CO(2) + NADPH
Малатдегидрогеназа (НАД) (NAD-malic enzyme, 1.1.1.38) Декарбоксилирующий фермент, выделен из бактерий и насекомых. Малатдегидрогеназа (НАД) (NAD-malic enzyme, 1.1.1.39) Декарбоксилирующий фермент, выделен из матрикса митохондрий растений.
(S)-malate + NAD(+) <=> pyruvate + CO(2) + NADН
Максимальная активность фермента MDH2 наблюдается при концентрации яблочной кислоты равной 0,03 М, полумаксимальная — при 0,01 М. Специфическим
субстратом
малатдегидрогеназы является естественная L-яблочная кислота. Фермент не действует на D-яблочную кислоту, он не катализирует окисление
малеиновой
и кислот. Препараты малатдегидрогеназы MDH1 и MDH2 обладают способностью катализировать окисление яблочной кислоты в присутствии NAD,
метиленового синего
и
цианида
. Метиленовый синий можно заменить
адреналином
,
лактофлавином
или . Малатдегидрогеназа MDH2 экспрессируется в тканях мозга, сердца, печени, мышцах, почек и других органах животных, а также в дрожжах, у высших растений и некоторых бактерий, в том числе у микобактерий туберкулеза . Соотношения активности изофермента неодинаковы в различных органах. Оптимум
pH
фермента находится при 7,2.
Примечания
- M.D.Hall,D.G.Levitt,L.J.Banaszak. Crystal structure of Escherichia coli malate dehydrogenase: A complex of the apoenzyme and citrate at 1·87 Å resolution. Journal of Molecular Biology. Volume 226, Issue 3, 5 August 1992, Pages 867-882.
- Y. Yin and J.F. Kirsch. Identification of functional paralog shift mutations: Conversion of Escherichia coli malate dehydrogenase to a lactate dehydrogenase. PNAS October 30, 2007 104 (44) 17353-17357;
- 2020-06-28
- 1