Citohrom P450-reduktaza (EC 1.6.2.4); poznat i kao NADPH:ferihemoprotein oksidoreduktaza, NADPH:hemoprotein oksidoreduktaza, NADPH:P450 oksidoreduktaza, P450-reduktaza, POR, CPR, CYPOR) je membranski vezani enzim potreban za transfer elektrona sa NADPH na citohrom P450 i druge hemske proteine, uključujući hem-oksigenazu u endoplazmatskom retikulumu eukariotskih ćelija.

Aminokiselinski sastav Citohrom P450-reduktaza sadrži 677 aminokiselina:

1020304050 MGDSHVDTSSTVSEAVAEEVSLFSMTDMILFSLIVGLLTYWFLFRKKKEE VPEFTKIQTLTSSVRESSFVEKMKKTGRNIIVFYGSQTGTAEEFANRLSK DAHRYGMRGMSADPEEYDLADLSSLPEIDNALVVFCMATYGEGDPTDNAQ DFYDWLQETDVDLSGVKFAVFGLGNKTYEHFNAMGKYVDKRLEQLGAQRI FELGLGDDDGNLEEDFITWREQFWPAVCEHFGVEATGEESSIRQYELVVH TDIDAAKVYMGEMGRLKSYENQKPPFDAKNPFLAAVTTNRKLNQGTERHL MHLELDISDSKIRYESGDHVAVYPANDSALVNQLGKILGADLDVVMSLNN LDEESNKKHPFPCPTSYRTALTYYLDITNPPRTNVLYELAQYASEPSEQE LLRKMASSSGEGKELYLSWVVEARRHILAILQDCPSLRPPIDHLCELLPR LQARYYSIASSSKVHPNSVHICAVVVEYETKAGRINKGVATNWLRAKEPA GENGGRALVPMFVRKSQFRLPFKATTPVIMVGPGTGVAPFIGFIQERAWL RQQGKEVGETLLYYGCRRSDEDYLYREELAQFHRDGALTQLNVAFSREQS HKVYVQHLLKQDREHLWKLIEGGAHIYVCGDARNMARDVQNTFYDIVAEL GAMEHAQAVDYIKKLMTKGRYSLDVWS

Struktura

Utvrđena je 3D kristalna struktura ljudskog POR-a.); Molekula se sastoji od četiri strukturna domena: FMN-vezujućeg domena, veznog domena, FAD-vezujućeg domena i NADPH-vezujućeg domena. FMN-vezujući domen je sličan strukturi proteina koji sadrži FMN flavodoksin, dok su domeni koji se vezuju za FAD i NADPH-vezujuće domene slični onima kod flavoproteina feredoksin-NADP+ reduktaze (FNR). Vezni domen nalazi se između domena sličnih flavodoksinu i FNR-u. Fleksibilnost konformacije POR-a je ključni zahtjev za interakciju s različitim redoks partnerima kao što su proteini citohroma P450, i mijenjajući konformaciju POR-a s malim molekulskm ligandima može biti način kontrole interakcije s partnerskim proteinima i uticaja na metabolizam.

Funkcija U Bacillus megaterium i Bacillus subtilis, POR je C-terminalni domen CYP102, jednopolipeptidnog samodovoljnog rastvorljivog P450 sistema (P450 je N-terminalni domen). Opća shema protoka elektrona u sistemu POR/P450 je:

Konačan dokaz o potrebi POR u reakcijama posredovanim citohromom P450 došao je iz rada Lu, Junka i Coona, koji su secirali sistem oksidaze mješovite funkcije koji sadrži P450 na tri sastavne komponente: POR, citohrom P450 i lipide.

Budući da svi mikrosomni enzimi P450 zahtijevaju POR za katalizu, očekuje se da bi poremećaj POR imao razorne posljedice. POR nokaut-miševi su embrionalno smrtonosni, vjerovatno zbog nedostatka transporta elektrona do vanjetrenenih enzima P450, budući da specifični nokaut jetrenog POR-a daje fenotipski i reproduktivno normalne miševe koji akumuliraju lipide u jetri i imaju značajno smanjen kapacitet metabolizma lijekova u jetri.

Redukcija citohroma P450 nije jedina fiziološka funkcija POR-a. Završni korak hemke oksidacije sisarskih hem-oksigenaza zahtijeva POR i O2. Kod kvasca, POR utiče na aktivnost ferireduktaze, vjerovatno prenoseći elektrone na flavocitohrom feri-reduktazu.

Organizacija gena

Ljudski gen POR ima 16 egzona, a egzoni 2-16 kodiraju 677 aminokiselina. POR protein (NCBI NP_000932.2). Postoji jedna kopija 50 kb POR gena (NCBI NM_000941.2) kod ljudi na hromohomu 7 (7q11.23).

Mutacije i polimorfizmi

Pet misens mutacija (A287P, R457H, V492E, C569Y i V608F) i mutacija za preradu gena POR pronađeni su kod pacijenata koji su imali hormonske dokaze za kombinovani nedostatak dva steroidogena enzima citohroma P450 – P450cYP17; [A]CYP17 katalizira 17α-hidroksilaciju steroida i reakciju 17,20 lijaze, i P450c21 21-hidroksilaza, koji katalizira 21-hidroksilaciju steroida. Također identificirana Još jedna POR misens mutacija: Y181D. Petnaest od devetnaest pacijenata koji su imali abnormalne genitalije i poremećenu steroidogenezu bili su homozigotni ili prividno heterozigotni spojevi za POR mutacije koje su uništile ili dramatično inhibirale aktivnost POR-a.

Identificirano je više od 200 varijacija gena POR.

Nedostatak POR-a – Mješovita oksidazna bolest

Nedostatak POR-a je najnoviji oblik kongenitalne hiperplazije nadbubrežne žlijezde, prvi put opisan 2004. godine. Indeksni pacijent je bila novorođena 46,XX japanska djevojčica sa, kranoisinostozom hipertelorizmom, hipoplazijpm srednjeg dijela lica, radiohumerusnom sinostoza, arahnodaktilijom i poremećenom steroidogenezom. Međutim, kliničke i biohemijske karakteristike pacijenata sa nedostatkom POR dugo su poznate u literaturi kao tzv. mješovita oksidazna bolest, jer nedostatak POR tipski pokazuje steroidni profil koji sugerira kombinirane nedostatke steroida 21-hidroksilaze i 17α-hidroksilaze/17, 20 lijazne aktivnosti. Klinički spektar deficijencije POR kreće se od teško pogođene djece sa nejasnim genitalijama, adrenalnom insuficijencijom i Antley-Bixlerovim sindromom skeletne malformacije (ABS) do blago pogođenih osoba sa karakteristikama sličnim sindromu policistastih jajnika. Neki od pacijenata sa POR su rođeni od majki koje su postale virilizovane tokom trudnoće, što ukazuje na nedostatak placentne aromatizacije fetusnih androgena zbog lezija u mikrosomnoj aromatazi, što je rezultiralo niskom proizvodnjom estrogena, a kasnije potvrđeno nižim aktivnostima aromataze uzrokovanim mutacijama POR-a. Međutim, također se sugerira da fetusna i majčinska virilizacija u nedostatku POR može biti uzrokovana povećanom sintezom dihidrotestosterona u fetusnim gonadama kroz alternativni "stražnji put" koji je prvi put opisan kod Marsupialia, a kasnije potvrđen u ljudi. Analiza plinskom hromatografijom/masenom spektrometrijom urinarnih steroida kod trudnica koje nose fetus s nedostatkom POR, opisana u ranijem izvještaju, također podržava postojanje ovog puta, i relevantnost puta stražnjih vata, zajedno sa POR zavisnom steroidogenezom postali su jasniji iz nedavnih studija. Istražuje se uloga POR mutacija izvan CAH; a pitanja kao što su kako POR mutacije uzrokuju abnormalnosti kostiju i kakvu ulogu POR varijante igraju u metabolizmu lijekova jetrenim P450, obrađuju se u nedavnim publikacijama. Međutim, izvještaji o ABS-u kod nekih potomaka majki koje su liječene flukonazolom, antigljivičnim agensom koji ometa biosintezu holesterola na nivou aktivnosti CYP51 – ukazuju na to da poremećeni metabolizam lijekova može biti rezultat nedovoljne aktivnosti POR-a.

Williamsov sindrom

Williamsov sindrom je genetički poremećaj karakteriziran delecjom genetičkog materijala približno 1,2 megabaza iz POR gena (POR). Ćelije sa ovom genetičkom delecijom pokazuju smanjenu transkripciju POR-a, izgleda, zbog gubitka cis-regulatornog elementa koji mijenja ekspresiju ovog gena. Neke osobe s Williamsovim sindromom pokazuju karakteristike nedostatka POR, uključujući radioulnarnu sinostozu i druge skeletne abnormalnosti. Zabilježeni su slučajevi blagog oštećenja kortizola i sinteze androgena; međutim, uprkos činjenici da manjak POR-a ometa sintezu androgena, pacijenti s Williamsovim sindromom često pokazuju povećane razine androgena. Slično povećanje nivoa testosterona uočeno je na mišjem modelu koji je globalno smanjio ekspresiju POR-a.

POR homolozi

Ostali enzimi koji sadrže homologe POR su sintaza dušiko-oksida (EC 1.14.13.39), NADPH:sulfit-reduktaza (EC 1.8.1.2) i reduktaza metionin-sintaze (EC 1.16.1.8).

Također pogledajte Androgeni put stražnjih vrata Sistemi koji sadrže P450

Reference

Vanjski linkovi

GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Cytochrome P450 Oxidoreductase Deficiency

* Kategorija:Enzimi Kategorija:Geni na hromosomu 7