Аденилосукцинатлиаза
Аденилосукцинатлиаза катализирует две реакции пуринового обмена: 1) превращение сукциниламиноимидазолкарбоксамидриботида в аминоимидазолкарбоксамидриботид в процессе синтеза пуриновых нуклеотидов и 2) превращение АМФ-сукцината в АМФ (второй этап превращение инозинмонофосфата в АМФ) в пуриновом цикле. При недостаточности фермента в моче, СМЖ и (в меньшей степени) плазме накапливается сукциниламиноимидазолкарбоксамидрибозид и сукциниладенозин - дефосфорилированные производные соответственно сукциниламиноимидазолкарбоксамидриботида и АМФ-сукцината.
Карта белка аденилосукцинатлиазы
Другое название - аденилосукциназа. Систематическое название - аденилосукцинат АМР-лиаза.
Катализируемые реакции: SCAIR=AICAR+FUM , ADSUC=AMP+FUM
Скелетные мышцы крысы при исследовании методом изоэлектрофокусирования обнаруживают 3 изоформы (возможно,изофермента) аденилосукцинатлиазы, имеющие pI 5,0, 5,1, и 5,2 [ Mack D.O.,1991 ] которые, возможно, выполняют разную физиологическую роль.
Аденилосукцинатлиаза из скелетных мышц крысы была очищена до го- могенного состояния и имела мол. массу 200 кДа; мол. масса идентичных субъединиц 52 кДа [ Casey P.J.,1987 ]. Следовательно, фермент пред- ставляет собою гомотетрамер. Печень крысы имеет фермент с мол. массой равной 194 кДа [ Smith L.D.,1982 ], а эритроциты человека 230 кДа [ Barnes L.B.,1975 ]. Печень цыпленка имеет фермент составленный из субъединиц с мол.массой 51793 Да (рассчитана на основе секвенированной нуклеотидной последовательности кодирующей ее 459 аминокислотных остатков ) [ Aimi J.,1990 ].
Cтруктуру субединицы фермента кодирует структурный ген аденилосукцинатлиазы .
Максимальная удельная активность фермента достигается при высокой ионной силе среды [ Miller R.W.,1959 ].Фермент,выделенный из гепатомы крысы, которой скармливали корм с высоким содержанием жира, отличался по влиянию ионной силы на его активность от фермента из гепатомы жи- вотного, получавшего обычный корм [ Smith L.D., 1982 ].
Низкие концентрации одно- и двухвалентных анионов (CI;, Br; I;, F;, NO2, SO2_PO4, ) активировали фермент [ Casey P.J.,1987 ], а высокие концентрации I; , NO2, SO2_PO4, ингибировали его. Субстрат частично предохранял фермент от такого ингибирования [ Casey P.J., 1987 ].
Эритроциты человека имеют фермент, для которого продукт первой реакции-5'-фосфорибозил-5-амино-4-аминоимидазолкарбоксамид ( AICAR ) и продукт второй реакции - АМР являются сильными конкурентными ингибиторами первой реакции [ Barnes L.B.,1975 ].
В сердечной и скелетной мышцах мыши и крысы [ Sabina R.L.,1982 ; Swain J.L.,1984 ] продукт первой реакции конкурентно ингибирует фермент в обоих реакциях. Кроме того, активности всех ферментов, входящих в пуриннуклеотидный цикл , в том числе аденилосукцинатлиазы, в экстрактах из скелетных мышц крысы [ Manfredi J.,1984 ] координировано регулируются энергетическим состоянием системы. Уменьшение отношения концентраций [ATP]/[ADP] приводит к координированному увеличению активности этих ферментов. Механизм такой регуляции заключается в том, что активность АМР-дезаминазы непосредственно регулируется энергетическим состоянием клетки, т.е. увеличивается при уменьшении отношения [ATP]/[ADP], что приводит к увеличению в клетке концентрации IMP. Это, в свою очередь, увеличивает концентрацию аденилосукцината [ Manfredi J.,1984 ]. Заметим, что сигналом необеспеченности клетки энергией, "включающим" гликолиз и "выключающим" глюконеогенез , считается не непосредственно отношение [ATP]/[ADP], а величина энергетического аденилатного заряда Аткинсона [ Каган З.С.,1989 ], т.е. отношение ([ATP]+1/2[ADP])/([ATP]+[ADP]+[AMP]), которое может изме- няться от 1 до 0.
Активности ферментов пуриннуклеотидного цикла в сердечной мышце крысы [ Reichmann H.,1991 ] координированным образом прямо коррелирует с активностью ферментов бета-окисления жирных кислот, что указывает еще раз на координацию активности функционирования пуриннуклеотидного цикла по крайней мере в мышце с энергетическим обменом. Предполагается , что такая корреляция характерна для "быстрых" мышц, в том числе для "быстрых" волокон скелетных мышц [ Reichmann H., 1991 ]. Механизм корреляции заключается в способности ферментов пуриннуклеотидного цикла связываться с тонкими филаментами и миофибриллами и принимать участие в мышечном сокращении [ Manfredi J.P., 1989 ].
Синтез аденилосукцинатлиазы в печени крысы репрессирует длительное голодание , гидрокортизол , содержание животных на высокобелковом корме , аллоксановый диабет [ Brand L.M., 1978 ]. Стрептозотоциновый диабет приводит к повышению активности фермента в сердце крысы и в диафрагме крысы,но не в печени [ Jenkins J.L., 1988 ].
Активность фермента в печени и селезенке голодающих крыс уменьшается экспоненциально с полупериодом 0,9 дня [ Brand L.M., 1978 ], что сопровождается уменьшением скорости синтеза АМР. Активность фермента в мозге, почках и скелетных мышцах крысы не репрессируется при голодании. Восстановление кормления приводит к дерепрессии синтеза фермента [ Brand L.M.,1978 ];дерепрессия не подавляется глюкагоном.
Больше всего аденилосукцинатлиазы имеют клетки скелетных мышц крысы [ Mack D.O.,1991 ] (в 6 раз больше, чем в печени) и мыши (в 2,3 больше, чем в печени, мозге и сердечной мышце). Активности фермента в мозге мыши, крысы, кролика, собаки и человека близки между собой [ Barnes L.B.,1975 ].
Активность фермента в эритроцитах человека очень низка [ Barnes L.B.,1975 ].
Активность фермента в печени крысы увеличивается по мере индивидуального развития животного [ Jackson R.C.,1976 ], составляя у однодневной крысы 21% от максимальной активности фермента в печени двух- месячной крысы.
Злокачественные опухоли имеют повышенное количество фермента: перевивные гепатомы и опухоли почек крысы [ Jackson R.C.,1976 ], опухоли печени , опухоли толстой кишки крысы и опухоли молочной железы крысы [ Mack D.O., 1985 ], химически индуцированная гепатома крысы [ Smith L.D.,1979 ], гепатомы человека [ Reed V.L.,1987 ].
В этой связи аденилосукцинатлиаза может рассматриваться как фермент-мишень для поиска противораковых препаратов.
Мощными ингибиторами фермента в гемолизатах эритроцитов человека являются: бесфосфорибозильный аналог субстрата второй катализируемой ферментом реакции - 6-N-сукциноаденин, противоопухолевый антибиотик L-аланозин [ Casey P.J., 1987 ]. В качестве ингибиторов аденилосукцинатлиазы предложены эфиры и другие производные 5'-фосфорибозил-4-(сукцинокарбоксамид)-5-аминоимидазола (SCAIR) [ Shaw G.,1979 ] и вирозол-5'-фосфата [ Shaw G.,1979 ].
Смотрите также:
