NADPH-oxidas

NADPH-oxidas

Kemisk formel för NADP+
Identifierare
Kod KF 1.6.3.1

NADPH-oxidas , eller NADPH - oxidas ( NOX ) är ett cellulärt membranbundet multimolekylärt enzymkomplex lokaliserat på plasmamembranet och i vissa organeller . Särskilt berikade på detta enzym är fagocytiska celler såsom makrofager . Dessa oxidaser är involverade i det cellulära antimikrobiella försvarssystemet, såväl som i cellproliferation, differentiering och reglering av genuttryck. Det finns en hel grupp av NADPH-oxidaser som skiljer sig i subenhetssammansättning, cellspecificitet, reglering och andra parametrar.

Reaktion

Reaktionen som katalyseras av NADPH-oxidas består i oxidation av NADP•H till NADP + inuti cellen med överföring av elektroner till andra sidan av cellmembranet och bildning av en superoxidradikal från syret i miljön på utsidan av Cellen.

NADP•H (intracellulär) + 2 O 2 (extracellulär) → NADP + (intracellulär) + H + (intracellulär) + 2 O 2 •- (extracellulär)

Klassificering

Huvudtyper av NADPH-oxidaser hos däggdjur
Typ av NADPH-oxidas Regulatoriska proteiner och subenheter Aktiveringsmekanism Uttryck i celler (lungor)
NOX1 (NOH-1, MOX1) p22phox , NOXO1, NOXA1, Rac1 ? epiteliala celler
NOX2 ( gp91phox ) p22phox , p47phox (NOXO2), p67phox (NOXA2), p40phox, Rac1 / Rac2 Ca2 + , fosforylering myeloidceller ( makrofager , dendritiska celler ), endotelceller , glatta muskelceller , fibroblaster
NOX3 p22phox , NOXO1 ? vestibulärt epitel
NOX4 (RENOX) p22phox Konstitutivt aktiv endotelceller, glatta muskelceller, fibroblaster
DUOX1 (Thox1, LNOX1) DUOXA1 Ca2 + , fosforylering epitelceller, lymfocyter (?)
DUOX2 (Thox2, LNOX2) DUOXA2 Ca2 + , fosforylering epiteliala celler

Struktur och funktioner

NADPH-oxidas är ett flerkomponentsenzymkomplex. En typisk och mest studerad representant för NOX2 består av två membransubenheter gp91phox (α-subenhet, en produkt av CYBA -genen ) och p22phox (β-subenhet), tre cytosoliska komponenter p40phox , p47phox , p67phox och ett lågmolekylärt G-protein Rac1 (monocyter) eller Rac2 (granulocyter) [1] . Fördelningen av de två grupperna av komponenter i subcellulära avdelningar garanterar det inaktiva tillståndet hos enzymet i den vilande cellen. Den centrala komponenten i NADPH-oxidas är gp91phox- och p22phox- komplexet , eller flavocytokrom b558 (enligt cytokromabsorptionsvåglängden), eller flavocytokrom b-245, (enligt den normala reduktionspotentialen för hem -245 mV vid pH 7,0). Det är beläget i plasmamembranet och i membranet av specifika granuler; det kan också vara inbäddat i cellväggen av fagocytvakuoler, där det bildar en kanal för elektroner som pumpas av NADPH-oxidas från cytosolen till vakuolen.

Den cytoplasmatiska subenheten p47phox består av 390 aminosyrarester. Den C-terminala regionen av sekvensen är rik på serin och arginin . Aminosyrasekvensen p47phox innehåller också två SH3- domäner, en PX -domän och en prolinrik region . p47phox -subenheten binder till cytokrom b558 under aktivering. Denna subenhet är ansvarig för att transportera cytosolkomplexet (p47phox-p67phox-p40phox) till membranet, under oxidasaktivering [2] , vilket kräver p47phox- fosforylering .

p67 phox -subenheten består av 526 aminosyror och innehåller två SH3- domäner, fyra tetratrikopeptidregioner och minst en prolinrik region . p67 phox är nära associerad med cytoskelettet och fosforyleras även under fagocytaktivering, men i mindre utsträckning än p47 phox . p67phox -subenheten interagerar med Rac1/2 och med cytokrom b558 och reglerar komplexets katalytiska aktivitet.

p40phox -subenheten består av 339 aminosyror. Denna underenhet innehåller en SH3 -domän och en PX -domän. p40phox är svagt fosforylerad under aktivering. Den funktionella rollen för p40phox- proteinet har inte fastställts helt, in vitro-experiment har visat både dess stimulerande och hämmande effekter på NADPH-oxidas [3] . PX -domänen binder specifikt till fosfatidylinositol-3-fosfat , som ackumuleras i fagosomal membran, vilket bidrar till retentionen av NADPH-oxidaskomplexet i membranet [4] .

Sammansättningen av enzymet involverar också två små GTP-bindande proteiner: Rac2 , som är lokaliserat i den vilande cellen i cytoplasman som ett dimert komplex med Rho-GDI , och Rap1A , som är lokaliserat i membran, från vilket det kan isoleras tillsammans med cytokrom [5] . Utbytet av Rac-GDP mot Rac-GTP är en nödvändig händelse för monteringsinitiering och oxidasaktivering [6] . Rac är involverad i elektronöverföring och reglerar oberoende av p67phox elektronöverföring från NADPH till FAD [7] . Vid höga koncentrationer av p67phox och Rac i cellfria system krävs inte p47phox för att återställa hög NADPH-oxidasaktivitet [8] .

Under hematopoiesis i promyelocytstadiet uttrycks p40phox , p22phox , Rac2 i celler . Vid myelocyt- och metamyelocytstadierna uttrycker celler de saknade komponenterna i NADPH-oxidas och blir kapabla att producera superoxidradikal [ 9] .

Förutom NOX2 hittades NOX1 , NOX3 , NOX4 , NOX5 , DUOX1 och DUOX2 i celler . De skiljer sig åt i sin reglering, funktion och uttryck i olika celler.

Inhibitorer

Två huvudhämmare av flavininnehållande enzymer används för att hämma NADPH-oxidaser:

Se även

Anteckningar

  1. ↑ [Babior, 1999; Babior, 2004; El-Banna et al., 2005; Geiszt, 2006]
  2. ^ [Quinn et al., 1993; El-Benna et al., 1994]
  3. ↑ [Wientjes, 1995; El-Benna et al., 2005]
  4. ↑ [Groemping, Rittinger, 2005]
  5. ↑ [Werner, 2004; Wilkinson och Landreth, 2006]
  6. ↑ [Babior et al., 2002; Werner, 2004; Wilkinson och Landreth, 2006]
  7. ↑ [Diebold et al., 2001]
  8. ↑ [Freeman et al., 1996]
  9. ↑ [Hua et al., 2000]

Länkar