Glucoza-6-fosfat dehidrogenaza

glucoză-6-fosfat dehidrogenază
Model tridimensional al enzimei
Numărul CE	1.1.1.49
Clasă	Oxidoreductaza
Numele sistematic
D-glucoză-6-fosfat: NADP + 1-oxidoreductaza
Alte nume
NADP-glucoză-6-fosfat dehidrogenază NADP dependent; 6-fosfoglucoză dehidrogenază; Enzima Entner-Doudoroff; G6PDH; GPD; G6PD
Baze de date	BRENDA , EXPASY , GTD , PPB ( RCSB PPB PDBe PDBj PDBsum )
Sursa:IUBMB
Editați datele din Wikidata · Manual

Glucoza-6-fosfat dehidrogenaza ( G6PD ) este enzima care catalizează prima reacție a căii pentozfosfatului :

D- glucoză 6- fosfat + NADP ⁺ ⇄ D-glucono-1,5-lactonă 6-fosfat + NADPH + H ⁺

Această reacție este prima dintre calea pentozei fosfat. Este o reacție oxidativă și ireversibilă, care are ca scop transformarea fosfatului de glucoză 6 în glucunolactonă. Acesta din urmă, la rândul său, prin intervenția unei lactonaze, se va transforma, formând acid 6-fosfogluconic.

Operațiune

G6PD, în prima etapă a căii, catalizează deshidrogenarea glucozei-6-fosfat în 6-fosfoglucono-Δ-lactonă , folosind ca cofactor o moleculă de NADP + (Nicotinamidă Adenin Dinucleotide Phosphate) care ia echivalenții reducători din 1 carbon de glucoză -6-fosfat. Prin urmare, în această reacție se generează NADPH + H +, care este un agent reducător foarte important în procesele anabolice, cum ar fi biosinteza acizilor grași și a colesterolului , dar și ca cofactor al enzimelor care catalizează detoxifierea speciilor perioxidante reactive precum hidrogenul peroxid (H2O2). De fapt, NADPH este o coenzimă a catalazei , o enzimă care detoxifică peroxidul de hidrogen în apă și oxigen molecular, dar are și un alt rol esențial. Detoxifierea peroxidului de hidrogen cu apă poate fi de fapt catalizată de o altă enzimă, numită glutation peroxidază , în care glutationul reduce peroxidul de hidrogen prin oxidare; pentru a regenera enzima activă după fiecare reacție de detoxifiere, glutationul peroxidazei trebuie redus din nou, iar această sarcină este realizată de NADPH, care oferă echivalenții săi reducători glutationului, reducându-l.

În cazuri specifice, G6PD poate acționa cu o viteză de reacție foarte mică chiar și asupra β-D-glucozei sau a altor zaharuri. În anumite condiții, este, de asemenea, capabil să reducă NAD + în loc de NADP +.

Deficit

Același subiect în detaliu: deficit de glucoză-6-fosfat dehidrogenază .

În cazul unei deficiențe genetice de G6PD, o afecțiune cunoscută sub numele de favism , prima reacție a căii de pentoză fosfat nu se realizează eficient, rezultând o deficiență de NADPH. Din aceasta derivă imposibilitatea de a readuce glutationul peroxidazei în formă redusă de fiecare dată, astfel încât devine dificilă detoxifierea speciilor perioxidante reactive precum peroxidul de hidrogen și alți radicali care provin din medicamente ( antimalarice , sulfonamide ) sau chiar de la un agent toxic conținută în fasole , divicina .

În caz de contact cu acești toxici, subiecții favici sunt expuși la stres oxidativ foarte ridicat, la care membranele celulare sunt supuse în mod special. Cea mai mare afectare o suferă eritrocitele , care suferă liză , cu eliberarea de hemoglobină în circulație și, prin urmare, posibilitatea de icter : există o criză hemolitică . Din acest motiv, este important ca persoanele cu favism să nu intre niciodată în contact, direct sau indirect, cu fasole proaspătă și, de asemenea, să nu li se administreze anumite medicamente; în cazul în care acest lucru se va întâmpla, criza hemolitică declanșată ar putea duce în curând la moarte.

Metabolismul glutationului, starea deficitului de G6PD

Reglarea enzimei

Enzima poate fi reglementată la diferite niveluri.

Inhibitorii săi alosterici sunt AMP și ADP și produsul său de reacție, NADPH. Acesta poate fi , de asemenea , modulată de intermediar palmitoylcoenzyme A și de concentrațiile de anioni pirofosfat . Anionii vanadat inhibă enzima într-un mod competitiv, în timp ce singurul inhibitor necompetitiv cunoscut este steroidul dehidroepiandrosteron endogen (există și derivați mai puternici), utilizat în laboratoarele de biochimie pentru studiul enzimei.

În prezența unei stări diabetice, concentrații ridicate de glucoză celulară sau tisulară duc la inhibarea enzimei prin fosforilarea sa mediată de AMP kinază ( PKA ) dependentă de ciclu. La nivel endotelial, însă, enzima poate fi fosforilată pe tirozină prin kinaza proto-oncogenă c-Src. Acest proces poate părea că servește o parte din acțiunea moleculară a factorului de creștere endotelial vascular (factor de creștere endotelial vascular, VEGF) pentru a promova angiogeneza .

În cele din urmă, enzima este indusă în mod natural de insulină prin ajutorul căii metabolice a kinazei dependente de fosfoinozidă ( PI-3K ) și a kinazei mitogene MTOR . De fapt, procesul este sensibil la inhibitorul acestei kinaze, rapamicina imunosupresoare.

Variantele alelice ale enzimei

Deficitul de G6PD este clasificat fenotipic pe bază procentuală de activitate enzimatică: această eterogenitate clinică are o bază genetică, deoarece mutațiile diferite stau la baza acestei manifestări diferite a trăsăturii.

• G6PD B reprezintă alela sălbatică a genei.
• G6PD A + este dat de o tranziție A> G care determină substituirea unei asparagine cu acid aspartic, care este situat la 142 poziții de aminoacizi de la capătul N-terminal al enzimei.
• G6PD A-

Bibliografie

• Engel, HJ, Domschke, W., Alberti, M. și Domagk, GF Structura proteinelor și activitatea enzimatică. II. Purificarea și proprietățile unei glucoză-6-fosfat dehidrogenază cristalină de la Candida utilis. Biochim. Biofizi. Acta 191 (1969) 509-516. Entrez PubMed 5363983
• Glaser, L. și Brown, DH Purificarea și proprietățile D-glucozei-6-fosfat dehidrogenazei. J. Biol. Chem. 216 (1955) 67–79. Entrez PubMed 13252007
• Julian, GR, Wolfe, RG și Reithel, FJ Enzimele glandei mamare. II. Prepararea glucozei 6-fosfat dehidrogenazei. J. Biol. Chem. 236 (1961) 754-758. Entrez PubMed 13790996
• Noltmann, EA, Gubler, CJ și Kuby, SA Glucoză 6-fosfat dehidrogenază (Zwischenferment). I. Izolarea enzimei cristaline din drojdie. J. Biol. Chem. 236 (1961) 1225-1230. Entrez PubMed 13729473
• Wagle A și colab. Reglarea insulinei a expresiei genei glucozei-6-fosfat dehidrogenazei este sensibilă la rapamicină și necesită fosfatidilinozitol 3-kinază. J Biol Chem. 12 iunie 1998; 273 (24): 14968-74.
• Zhang Z și colab. Glicemia ridicată inhibă glucoza-6-fosfat dehidrogenază prin AMPc în celulele endoteliale aortice. J Biol Chem. 22 decembrie 2000; 275 (51): 40042-47.
• Miclet, E., Stoven, V., Michels, PA, Opperdoes, FR, Lallemand, J.-Y. și Duffieux, F. Analiza spectroscopică RMN a primelor două etape ale căii pentoză-fosfat elucidează rolul 6-fosfogluconolactonazei. J. Biol. Chem. 276 (2001) 34840-34846. Entrez PubMed 11457850
• Xu Y, Osborne BW, Stanton RC Diabetul provoacă inhibarea glucozei-6-fosfat dehidrogenază prin activarea PKA, care contribuie la stresul oxidativ în cortexul renal de șobolan. Sunt J Fiziol Fiziol renal. 2005 noiembrie; 289 (5): F1040-47.
• Pan S și colab. Glucoza 6-fosfat dehidrogenază este reglată prin fosforilarea tirozinei mediată de c-Src în celulele endoteliale. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2009; 29 (6): 895-901.
• Zhang Z și colab. Glicemia ridicată inhibă glucoza-6-fosfat dehidrogenază, ducând la creșterea stresului oxidativ și a apoptozei beta-celulare. FASEB J. 2010; 24 (5): 1497-505.

Elemente conexe

• Calea fosfaților pentozici