GMP-редуктаза

ENZYME: ID 1.6.6.8

SWISSPROT: GUAC_ECOLI

Gene: [06p23/GMPR] guanine monophosphate reductase;

GMP-редуктаза. Другие названия: гуанилатредуктаза, гуанин-5'-фосфатредуктаза, гуанозинмонофосфатредуктаза. Систематическое название: NADPH:гуанозин-5'-фосфат оксидоредуктаза (дезаминирующая).

Катализиpует pеакцию: GMP+NADPH=IMP+NADP+NH3

Стpоение феpмента опpеделяет стpуктуpный ген GMP-pедуктазы .

Фермент обнаружен в вилочковой железе быка [ Stephens R.W.,1973 ] и эритроцитах кролика, эритроцитах человека [ Mackenzie J.J.,1973 ; Herschko A.,1963 ]. Местом локализации фермента является цитозоль клеток.

Фермент обнаружен у бактерий [ Mager J.,1960 ], у птиц [ Кокунин В.А.,1987 ], у млекопитающих [ Stephens R.W.,1973 ], в том числе и у человека [ Mackenzie J.J.,1973 ].

У человека фермент обнаружен лишь в эритроцитах [ Mackenzie J.J.,1973 ].

GMP-редуктаза очищена до гомогенного состояния из эритроцитов человека и имеет молекулярную массу 170 кДа [ Spector T.,1979 ] . Состоит из четырех,по-видимому идентичных субъединиц [ Henikoff S.,1989 ].

Для проявления активности GMP-редуктаза не требует обязательного присутствия донора сульфгидрильных групп, однако в присутствии дитиотреитол а активность фермента увеличивалась в два раза [ Mackenzie J.J.,1973 ].

6-тио-GMP , 6-тио-IMP и 6-хлорпуриннуклеотид (но не 6-тио-XMP) инактивировали фермент, блокируя реакционноспособные SH-группы. SH-реагенты предотвращали процесс инактивации [ Spector T.,1979 ].

Ионы двухвалентных металлов ( Mg(2+) , Fe(2+) , Zn(2+) , Ni(2+) , Ca(2+) , Cu(2+) ) ингибировали активность фермента [ Mackenzie J.J.,1973 ].

GMP-редуктаза проявляла строгую субстратную специфичность. Кроме GMP в качестве субстратов могли быть использованы арабинозил-GMP, 2'-dGMP, 8-азапурин-GMP, однако скорость реакции составляла 1-4% от максимальной скорости реакции в присутствии GMP. Механизм реакции, катализируемой GMP-редуктазой,cоответствует упоpядоченному связыванию субстратов без образования тройного комплекса ( механизм Теорелла-Чанса ): первым связывается GMP,затем NADPH; первым освобождались IMP и NH3 и по- следним NADP+[ Spadaro A.,1986 ].

Содержание фермента повышено в ранней клеточного цикла культуры лимфомных клеток мыши L51784 [ Snyder F.F.,1973 ].

Структурный ген GMP-редуктазы ( ген GMPR ) человека локализован в 6-ой хромосоме и кодирует фермент, содержащий 345 аминокислотных остатков [ Henikoff S.,1989 ].

Фермент человека высокогомологичен (66%) по аминокислотной последовательности таковому из бактерий Escheriehia coli. Часть аминокислотных остатков (53 аминокислотных остатка) GMP-редуктазы человека входит в "химерную" глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы .

Этот фермент кодируется двумя генами. C-концевая последовательность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы кодируется геном, локализованном в Х-хромосоме , а N-концевые 53 аминокислотных остатка представляются из GMP-редуктазы [ Kanno H.,1989 ; Henikoff S.,1989 ]. Такая ситуация для глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы может быть обусловлена или процессом перекрестной трансляции двух м-РНК или процессом транспептидации белка [ Henikoff S.,1989 ].

Патологических заболеваний, связанных с изменением содержания GMP-редуктазы в литературе не описано. Однако, обследование групп людей Кавказа и Востока, находящихся в неродственных связях, показало, что структурный ген GMP-редуктазы имеет 4 аллеля, отличающихся по содержанию нуклеотидов сДНК в 42, 630, 700 и 766 положениях. Один вариант гена, встречаемый с частотой 10% не вызывал изменения в аминокислотной последовательности кодируемого белка. Второй вариант, встречаемый с частотой 30% вызывал замену аминокислот в 256 положении Phe- Ile. Частота встречаемости двух последних вариантов гена GMP- редуктазы менее 5% [ Kondoh T.,1991 ].

При лейшманиоз е (заражении патогенными бактериями Leishmania) в качестве антилейшманических препаратов рекомендуется применение аллопуринола (4-оксипиразол [4,3-d]- пиримидина), формицина А (4-аминопиразол [4,3-d]-пиримидина) и формицина в (4-оксипиразол [4,3-d]-пиримидина и их рибонуклеотидов. Механизм их действия основан на том, что эти препараты в 4-100 раз более сильные ингибиторы GMP-редуктазы паразитных бактерий, чем GMP-редуктазы человека и, таким образом, блокируют биосинтез белка и размножения паразитов [ Spector T.,1982 ; Spector T.,1984 ].

Содержание фермента в клетке определяется наличием структурного гена GMP-редуктазы GMFR [ Henikoff S.1989 ].

Ссылки:

Все ссылки