| NADPH oksidaasi | |
|---|---|
| NADP+:n kemiallinen kaava | |
| Tunnisteet | |
| Koodi KF | 1.6.3.1 |
NADPH-oksidaasi tai NADPH -oksidaasi ( NOX ) on solukalvoon sitoutunut monimolekyylinen entsyymikompleksi , joka sijaitsee plasmakalvolla ja joissakin organelleissa . Erityisen rikastettua tästä entsyymistä ovat fagosyyttisolut, kuten makrofagit . Nämä oksidaasit osallistuvat solujen antimikrobiseen puolustusjärjestelmään sekä solujen lisääntymiseen, erilaistumiseen ja geeniekspression säätelyyn. On olemassa koko joukko NADPH-oksidaaseja, jotka eroavat alayksiköiden koostumuksesta, soluspesifisyydestä, säätelystä ja muista parametreista.
NADPH-oksidaasin katalysoima reaktio koostuu NADP•H :n hapettumisesta NADP + :ksi solun sisällä, jolloin elektronit siirtyvät solukalvon toiselle puolelle ja superoksidiradikaalin muodostuminen ympäristön hapesta solun ulkopuolella. solu.
NADP•H (sellunsisäinen) + 2 O 2 (sellunulkoinen) → NADP + (sellunsisäinen) + H + (sellunsisäinen) + 2 O 2 •- (solunulkoinen)
| NADPH-oksidaasin tyyppi | Säätelyproteiinit ja alayksiköt | Aktivointimekanismi | Ilmentyminen soluissa (keuhkoissa) |
|---|---|---|---|
| NOX1 (NOH-1, MOX1) | p22phox , NOXO1, NOXA1, Rac1 | ? | epiteelisolujen |
| NOX2 ( gp91phox ) | p22phox , p47phox (NOXO2), p67phox (NOXA2), p40phox, Rac1 / Rac2 | Ca 2+ , fosforylaatio | myeloidisolut ( makrofagit , dendriittisolut ), endoteelisolut , sileät lihassolut , fibroblastit |
| NOX3 | p22phox , NOXO1 | ? | vestibulaarinen epiteeli |
| NOX4 (RENOX) | p22phox | Perustuen aktiivinen | endoteelisolut, sileät lihassolut, fibroblastit |
| DUOX1 (Thox1, LNOX1) | DUOXA1 | Ca 2+ , fosforylaatio | epiteelisolut, lymfosyytit (?) |
| DUOX2 (Thox2, LNOX2) | DUOXA2 | Ca 2+ , fosforylaatio | epiteelisolujen |
NADPH-oksidaasi on monikomponenttinen entsyymikompleksi. Tyypillinen ja tutkituin NOX2:n edustaja koostuu kahdesta kalvoalayksiköstä gp91phox (α-alayksikkö, CYBA -geenin tuote ) ja p22phox (β-alayksikkö), kolmesta sytosolisesta komponentista p40phox , p47phox , p67phox ja pienimolekyylipainoisesta G-proteiinista Rac1 (monosyytit) tai Rac2 (granulosyytit) [1] . Kahden komponenttiryhmän jakautuminen subsellulaarisissa osastoissa takaa entsyymin inaktiivisen tilan leposolussa. NADPH-oksidaasin keskeinen komponentti on gp91phox- ja p22phox- kompleksi eli flavosytokromi b558 (sytokromin absorptioaallonpituuden mukaan) tai flavosytokromi b-245 (hemin normaalin pelkistyspotentiaalin mukaan -245 mV pH:ssa 7,0). Se sijaitsee plasmakalvossa ja tiettyjen rakeiden kalvossa; se voidaan myös upottaa fagosyyttivakuolien soluseinään, missä se muodostaa kanavan NADPH-oksidaasin sytosolista vakuoliin pumppaamille elektroneille.
Sytoplasminen alayksikkö p47phox koostuu 390 aminohappotähteestä. Sekvenssin C-terminaalinen alue on runsaasti seriiniä ja arginiinia . p47phox -aminohapposekvenssi sisältää myös kaksi SH3 - domeenia, yhden PX - domeenin ja proliinirikkaan alueen . P47phox- alayksikkö sitoutuu sytokromi b558:aan aktivoitumisen aikana. Tämä alayksikkö on vastuussa sytosolikompleksin (p47phox-p67phox-p40phox) kuljettamisesta kalvolle oksidaasiaktivaation aikana [2] , mikä vaatii p47phox- fosforylaatiota .
P67- phox- alayksikkö koostuu 526 aminohaposta ja sisältää kaksi SH3 -domeenia, neljä tetratrikopeptidialuetta ja vähintään yhden proliinirikkaan alueen . p67 phox liittyy läheisesti sytoskeleton kanssa ja fosforyloituu myös fagosyyttiaktivaation aikana, mutta vähemmässä määrin kuin p47 phox . P67phox- alayksikkö on vuorovaikutuksessa Rac1/2 :n ja sytokromi b558:n kanssa ja säätelee kompleksin katalyyttistä aktiivisuutta.
P40phox- alayksikkö koostuu 339 aminohaposta. Tämä alayksikkö sisältää yhden SH3- domeenin ja yhden PX- domeenin. p40phox fosforyloituu heikosti aktivoinnin aikana. P40phox- proteiinin toiminnallista roolia ei ole täysin määritetty; in vitro -kokeet ovat osoittaneet sen sekä stimuloivan että estävän vaikutuksen NADPH-oksidaasia [3] . PX - domeeni sitoutuu spesifisesti fosfatidyyli-inositoli-3-fosfaattiin , joka kerääntyy fagosomaalisiin kalvoihin, mikä edistää NADPH-oksidaasikompleksin pysymistä kalvossa [4] .
Entsyymin kokoonpanossa on mukana myös kaksi pientä GTP:tä sitovaa proteiinia: Rac2 , joka sijaitsee sytoplasmassa lepäävässä solussa dimeerisenä kompleksina Rho-GDI :n kanssa , ja Rap1A , joka sijaitsee kalvoissa, joista se voidaan eristää. yhdessä sytokromin kanssa [5] . Rac-GDP:n vaihtaminen Rac-GTP:hen on välttämätön tapahtuma kokoonpanon alkamiselle ja oksidaasin aktivoitumiselle [6] . Rac osallistuu elektronien siirtoon ja säätelee p67phoxista riippumatta elektronien siirtoa NADPH:sta FAD :iin [7] . Suurilla p67phox- ja Rac -pitoisuuksilla soluttomissa järjestelmissä p47phoxia ei tarvita korkean NADPH-oksidaasiaktiivisuuden palauttamiseksi [8] .
Promyelosyyttivaiheen hematopoieesin aikana soluissa ilmentyy p40phox , p22phox ja Rac2 . Myelosyytti- ja metamyelosyyttivaiheessa solut ilmentävät NADPH-oksidaasin puuttuvia komponentteja ja kykenevät tuottamaan superoksidiradikaaleja [ 9] .
NOX2:n lisäksi soluista löydettiin NOX1 , NOX3 , NOX4 , NOX5 , DUOX1 ja DUOX2 . Ne eroavat säätelyltään, toiminnaltaan ja ilmentymiseltään eri soluissa.
Kahta pääasiallista flaviinia sisältävien entsyymien estäjää käytetään NADPH-oksidaasien estämiseen: