НАДФН-оксидаза

НАДФН-оксидаза ()  — це електронтранспортна трансмембранна молекулярна машина, яка каталізує перенесення електронів з НАДФ•H, що окиснюється, на молекулу кисню, яка одноелектронно відновлюється до супероксид-аніонаТкачук В. А. и др. Пероксид водорода как новый вторичный посредник //Биологические мембраны. – 2012. – Т. 29. – №. 1-2. – С. 21-37.:

NADPH + 2O2 ↔ NADP+ + 2O2− + H+

НАДФН-оксидази тварин Будова, локалізація та функції НАДФН-оксидаз тварин На сьогодні відомо 7 тваринних ізоформ (гомологів) β-субодиниці Nox2-вмісної НАДФН-оксидази, а саме: Nox1 (); Nox2 (), gp91phox (),β-субодиниця; Nox3 (); Nox4 (); Nox5 (); Duox1 (), Thox1 (); Duox2 (), Thox2 ().

Таким чином в тварин виділяють 7 самостійно функціонуючих молекулярних машин, які здійснюють одноелектронне відновлення молекули кисню в супероксид-аніон з використанням НАДФ•H як донора електронів. З яких Nox1, Nox2, Nox3 та Nox4 є субодиницями Nox1-, Nox2-, Nox3-, Nox4-вмісних НАДФН-оксидазних комплексів, а Nox5, Duox1 та Duox2 здатні самостійно функціонувати. Кожна з молекулярних машин характеризується будовою, локалізацією та функціями відмінними від інших.

Будова, локалізація та функції Nox1-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу До складу активного Nox1-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу входять такі субодиниці: Nox1 — основна каталітична субодиниця Nox1-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу; p22phox () — додаткова каталітична субодиниця Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу, що міститься також в Nox1-вмісному НАДФН-оксидазному комплексі; NoxA1 () — активаційна регуляторна субодиниця Nox1-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу; NoxO1 () — організаційна регуляторна субодиниця Nox1-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу. До складу активного Nox1-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу також входить малий G-білок Rac1 ().

Клітинна локалізація: плазмалема.

Тканинна локалізація: клітини гладенької мускулатури кровоносних судин, ендотеліоцити, остеокласти, нейрони, гліальні клітини, епітеліоцити кишечника, фібробласти.

Функції: регуляція росту та міграції клітин гладенької мускулатури, інактивація внутрішньоклітинних фосфатаз та регуляція активності кіназних сигнальних каскадів, білків клітинного циклу та декількох факторів транскрипції.

Будова, тканинна локалізація та функції Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу Активний Nox2-вмісний НАДФН-оксидазний комплекс складається з таких білкових компонентів: gp91phox — основна трансмембранна каталітична субодиниця Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу; p22phox — додаткова каталітична субодиниця Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу; p47phox () — організаційна регуляторна субодиниця Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу; p40phox () — структурна субодиниця Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу; p67phox () — активаційна регуляторна субодиниця Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу; Rac1 — малий G-білок.

Субодиниці gp91phox (β-субодиниця) та p22phox (α-субодиниця) локалізовані в мембрані і утворюють гетеродимерний флавогемопротеїн, відомий як цитохром b558. Встановлено, що цей флавогемопротеїн містить всі редокс-компоненти комплексу, що необхідні для трансмембранного перенесення електронів на молекулу кисню і її одноелектронного відновлення до супероксид-аніона.

В третинній структурі β-субодиниці Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу виділяють шість трансмембранних доменів та C- і N-кінці. В внутрішньоклітинній C-кінцевій частині субодиниці розташована ділянка зв'язування НАДФ•H, а також її простетична група ФАД. Між третім і п'ятим трансмембранними доменами gp91phox знаходяться два геми.

Трансмембранне перенесення електрону через gp91phox відбувається в напрямку: НАДФ•H → ФАД → гем 1,2 → O2.

В третинній структурі α-субодиниці Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу виділяють два трансмембранних домени та C- і N-кінці. Під час збирання активного комплексу, асоційована з gp91phox, α-субодиниця специфічно зв'язуються з p47phox.

У неактивному стані цитоплазматичні складові НАДФН-оксидазної молекулярної машини утворюють комплекс, в якому в Nox2-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу субодиниця p47phox слугує організатором комплексу, а p67phox – активатором. Субодиниці p47phox та p40phox містять PX-домени, що зв'язують переважно PIP3, але можуть взаємодіяти і з фосфатидилсерином, і з деякими іншими ліпідами. Субодиниця p40phox додатково стабілізує активний комплекс, заякорюючи його на мембрані за рахунок зв'язування з PIP3.

Активована (ГТФ-зв'язана) форма малого G-білка Rac1 взаємодіє з N-кінцевою ділянкою субодиниці p67phox та є тригером для активації НАДФН-оксидазної молекулярної машини.

Будова, тканинна локалізація та функції Nox3-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу Складовими частинами активного Nox3-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу є: Nox3 p22phox; NoxA1; NoxO1; Rac (Ras-related C3 botulinum toxin substrate).

Nox3-вмісний НАДФН-оксидазний комплекс виявлений тільки в клітинах ембріональних тканин, причому майже виключно в тканинах внутрішнього вуха.

Будова, тканинна локалізація та функції Nox4-вмісного НАДФН-оксидазного комплексу Активний Nox4-вмісний НАДФН-оксидазний комплекс утворений такими субодиницями: Nox4 p22phox.

Nox4-вмісний НАДФН-оксидазний комплекс локалізований на цитоплазматичній стороні мембрани ЕПР, а також в ядрі в клітинах багатьох тканин, в тому числі гладком'язових, ендотеліальних клітинах, остеокластах, нейронах і фібробластах. Найбільша їх кількість в клітинах ниркових канальців.

Цей комплекс бере участь в старінні клітин, апоптозі і виживанні клітин, їх диференціюванні і міграції. Будова, тканинна локалізація та функції подвійних оксидаз Література

Підручники

Періодичні видання Васильева Г.Г. Физиологическая роль кальция при бобово-ризобиальном симбиозе / Васильева Г.Г., Ищенко А.А., Глянько А.К. // Journal of Stress Physiology & Biochemistry. – 2011. – №.4. – Т. 7. — С. 398–414. Воробьева Н. В. NADPH-оксидаза нейтрофилов и заболевания, связанные с ее дисфункцией // Иммунология. — 2013. — Т. 34, № 4. — С. 232–238. Глянько А. К. Физиологическая роль кальциевой, НАДФН-оксидазной и NO- синтазной сигнальных систем на начальных этапах бобово-ризобиального симбиоза / А. К. Глянько, Г. Г. Васильева // Вісник Харківського національного аграрного університету. Сер. : Біологія. - 2014. - Вип. 1. - С. 18-29. Надеев А.Д. Активные формы кислорода в клетках сердечно-сосудистой системы / Надеев А.Д., Гончаров Н.В. // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. - 2014. - № 4. - С. 80-94.  НАДФН-оксидаза растений / А. К. Глянько и др. // Вісник Харківського національного аграрного університету. Серія : Біологія. – 2009. – № 2. – С. 6 -18. Таланов С. А. Роль NADPH-оксидази в паракринній та аутокринній регуляції функціональної активності тромбоцитів / С. А. Таланов, Т. І. Ляшенко, І. І. Паталах // Фізіологічний журнал. - 2013. - Т. 59, № 5. - С. 85-94.  Ткачук В. А. и др. Пероксид водорода как новый вторичный посредник //Биологические мембраны. – 2012. – Т. 29. – №. 1-2. – С. 21-37.   

Примітки