NADPH oxidaza

NADPH oxidaza sau NADPH oxidaza ( NOX ) este un complex enzimatic multimolecular legat de membrana celulară, localizat pe membrana plasmatică și în unele organite . În mod special îmbogățite în această enzimă sunt celulele fagocitare, cum ar fi macrofagele . Aceste oxidaze sunt implicate în sistemul celular de apărare antimicrobiană, precum și în proliferarea celulară, diferențierea și reglarea expresiei genelor. Există un întreg grup de NADPH oxidaze care diferă în compoziția subunității, specificitatea celulei, reglarea și alți parametri.

Reacție

Reacția catalizată de NADPH oxidaza constă în oxidarea NADP•H în NADP + în interiorul celulei cu transferul de electroni pe cealaltă parte a membranei celulare și formarea unui radical superoxid din oxigenul mediului în exteriorul celulei. celula.

NADP•H (intracelular) + 2 O 2 (extracelular) → NADP + (intracelular) + H + (intracelular) + 2 O 2 •- (extracelular)

Clasificare

Structură și funcții

NADPH oxidaza este un complex enzimatic multicomponent. Un reprezentant tipic și cel mai studiat al NOX2 constă din două subunități membranare gp91phox (subunitatea α, un produs al genei CYBA ) și p22phox (subunitatea β), trei componente citosolice p40phox , p47phox , p67phox și o proteină G cu greutate moleculară mică. Rac1 (monocite) sau Rac2 (granulocite) [1] . Distribuția celor două grupe de componente în compartimentele subcelulare garantează starea inactivă a enzimei în celula de repaus. Componenta centrală a NADPH oxidazei este complexul gp91phox și p22phox sau flavocitocromul b558 (în funcție de lungimea de undă de absorbție a citocromului) sau flavocitocromul b-245 (în funcție de potențialul normal de reducere al hemului -245 mV la pH 7,0). Este situat în membrana plasmatică și în membrana granulelor specifice; poate fi înglobat și în peretele celular al vacuolelor fagocitelor, unde formează un canal pentru electroni pompați de NADPH oxidaza din citosol în vacuol.

Subunitatea citoplasmatică p47phox este formată din 390 de resturi de aminoacizi. Regiunea C-terminală a secvenței este bogată în serină și arginină . Secvența de aminoacizi p47phox conține, de asemenea, două domenii SH3 , un domeniu PX și o regiune bogată în prolină . Subunitatea p47phox se leagă de citocromul b558 în timpul activării. Această subunitate este responsabilă de transportul complexului citosolic (p47phox-p67phox-p40phox) către membrană, în timpul activării oxidazei [2] , care necesită fosforilarea p47phox .

Subunitatea p67 phox constă din 526 de aminoacizi și conține două domenii SH3 , patru regiuni tetratricopeptidice și cel puțin o regiune bogată în prolină . p67 phox este strâns asociat cu citoscheletul și este, de asemenea, fosforilat în timpul activării fagocitelor, dar într-o măsură mai mică decât p47 phox . Subunitatea p67phox interacționează cu Rac1/2 și cu citocromul b558 și reglează activitatea catalitică a complexului.

Subunitatea p40phox este formată din 339 de aminoacizi. Această subunitate conține un domeniu SH3 și un domeniu PX . p40phox este slab fosforilat în timpul activării. Rolul funcțional al proteinei p40phox nu a fost pe deplin determinat; experimentele in vitro au arătat atât efectele sale stimulative, cât și inhibitorii asupra NADPH oxidazei [3] . Domeniul PX se leagă în mod specific de fosfatidilinozitol-3-fosfat , care se acumulează în membranele fagozomale, ceea ce contribuie la reținerea complexului NADPH oxidază în membrană [4] .

Asamblarea enzimei implică, de asemenea, două proteine ​​mici de legare a GTP: Rac2 , care este localizată în celula de repaus din citoplasmă ca un complex dimeric cu Rho-GDI , și Rap1A , care este localizată în membrane, din care poate fi izolat. împreună cu citocromul [5] . Schimbul de Rac-GDP cu Rac-GTP este un eveniment necesar pentru inițierea asamblarii și activarea oxidazei [6] . Rac este implicat în transferul de electroni și, independent de p67phox, reglează transferul de electroni de la NADPH la FAD [7] . La concentrații mari de p67phox și Rac în sistemele fără celule, p47phox nu este necesar pentru a restabili o activitate ridicată a NADPH oxidazei [8] .

În timpul hematopoiezei în stadiul de promielocite , p40phox , p22phox , Rac2 sunt exprimate în celule . În stadiile mielocite și metamielocite, celulele exprimă componentele lipsă ale NADPH oxidazei și devin capabile să producă radical superoxid [9] .

În plus față de NOX2, NOX1 , NOX3 , NOX4 , NOX5 , DUOX1 și DUOX2 au fost găsite în celule . Ele diferă prin reglarea, funcția și expresia lor în diferite celule.

Inhibitori

Doi inhibitori principali ai enzimelor care conțin flavină sunt utilizați pentru a inhiba NADPH oxidaze:

• Apocinina
• Difeniliodină

Vezi și

• Xantin oxidaza
• NU sintază

Note

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

Link -uri

• van der Vliet A. NADPH oxidaze in pulmonar biology and pathology: host defense enzymes, and more  // Radic liber  . Biol. Med. : jurnal. - 2008. - Martie ( vol. 44 , nr. 6 ). - P. 938-955 . - doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2007.11.016 . — PMID 18164271 .
• Robă invizibilă a unor creaturi goale. Yu. A. Labas, A. V. Gordeeva, L. G. Nagler (Natura. pp. 3-10, nr. 12, 2006)