IMP-дегидрогеназа(1.1.1.205)
IMP-дегидрогеназа. Инозинатдегидрогеназа, Инозинмонофосфатдегидрогеназа, Инозин-5'-фосфатдегидрогеназа. Систематическое название: IMP:NAD+оксидоредуктаза.
Строение фермента определяют структурные гены IMP-дегидогеназы ген изофермента I ( ген IMPDH-I )[ Natsumeda Y.,1990 ] и ген изофермента II ( ген IMPDH-II ) ( Collart F.R.,1988 ].
Изоферменты IMP-дегидрогеназы человека, на основании секвенирова- ния ДНК, содержат 514 аминокислотных остатка [ Natsumeda Y.,1991 ], имели близкую мол. массу и близкие величины Кm для NAD+ и IMP [ Konno Y.,1991 ].
IMP-дегидрогеназа частично очищена из клеток асцитного рака Эрлиха [ Atkinson M.R.,1963 ] плаценты человека [ Holmes E.W.,1974 ] и очищена до гомогенного состояния из печени крысы [ Shimura K.,1985 ], быстрора- стущей гепатомы кpысы 3924 А [ Ikegami T.,1987 ], асцитной саркомы Иошида [ Okada M.,1983 ] и линии устойчивых к микофеноловой кислоте кле- ток хомяка и человека.
Фермент из гепатомы крысы [ Ikegami T.,1987 ] имел мол. маcce 245 кДа и являлся тетрамером, состоящим из идентичных субъединиц с мол.массой 60 кДа. Это отличало его от фермента из саркомы Иошида [ Okada M.,1983 ] и печени крысы [ Shimura K.,1985 ], которые представляли собой димеры, имеющие мол. массу 127 кДа и состояли из идентичных субъединиц с мол. массой 68 кДа.
Субъединица IMP-дегидрогеназы (изофермент II) клеток человека и китайского хомячка, рассчитанная на основе секвенирования кодирующей последовательности сДНК, содержала 514 аминокислотных остатка и имела мол. массу 56 кДа [ Collart F.R.,1988 ].
Фермент из саркомы Иошида способен образовывать молекулярные агрегаты, имеющие мол. массу выше 200 кДа [ Okada M.,1983 ].
Для проявления максимальной активности IMP-дегидрогеназа требует при с с утствия К(+) [ Holmes E.W.,1974 ; Shimura K.,1985 ; Okada M.,1983 ], Na(+) может частично заменять K(+). NH4(+) для феpмента из плаценты человека [ Holmes E.W.,1974 ] также способен заменять К+ с сохpанением 40% активно- сти. Для проявления активности фермента важное значение имели SH-группы [ Okada M.,1983 ].
Ингибиторы IMP-дегидрогеназы в настоящее время изучены сpеди класса лекарственных пpепаpатов-ингибиторов общей активности IMP-дегидрогеназы. Наиболее сильными ингибитоpами являются: микофеноловая кислота (6-[4-окси-6-метокси-7-метил-3-кето-5-фталаланил]-4-метил-4-гексановая кислота) рибавирин или вирасол (1-вета-D-рибофуранозил-1,2,4-триазол-3- карбоксамид), тиазофурин (2-вета-D-рибофуранозилтиазол-4-карбоксамид) и селеназофурин (2-вета-D-рибофуранозилселеназол-4-карбоксамид) [ Rizzo M.T.,1990 ].Микофеноловая кислота непосредственно ингибировала IMP-дегидрогеназу, тогда как рибавиpин фосфорилировался аденозинкиназой и прочно связывался с ферментом на субцентре для IMP [ Ymada Y.,1988 ].
Селеназофурин и тиазофурин сами по себе более слабые ингибиторы, однако, связываясь с NAD ферменативным путем с образованием динуклеотид- ных аналогов, сильно ингибировали IMP-дегидрогеназу, связываясь по субцентру для NAD [ Yamada Y.,1988 ; Rizzo M.T.,1990 ]. Уменьшение пула NAD под действием этих лекарств вносит определенный вклад в функции клеток [ Liepniekes J.J.,1984 ].
Онколитическое действие этих ингибиторов связано с тем, что снижая активность лимитирующего общую скорость биосинтеза гуаниновых нуклеоти- дов фермента, они уменьшали пул гуаниновых нуклеотидов, в частности GTP и dGTP. Это приводило к уменьшению синтеза ДНК [ Liepniekes J.J.,1984 ] и индукции дифференциации клеток [ Lucas D.L.,1983 ; Wright D.G.,1987 ; Collart F.R.,1991 ]. Введение экзогенного гуанина и гуаниновых нуклеотидов устраняло данные эффекты [ Wright D.G.,1987 ].
Уменьшение количества гуаниновых нуклеотидов влияло на функции белков,связывающих гуаниновые нуклеотиды ( G-белков ), являющихся посредниками передачи сигналов через мембрану клетки, что могло уменьшать генерацию cAMP под действием аденилатциклазы [ Johnson G.S.,1979 ] и ингибиpовать транспорт Са2+ [ Wilson B.S. ,1989 ].
Предполагается, что уменьшение внутриклеточной концентрации GTP может предотвращать экспрессию онкогенов [ Olah E.,1988 ].
Ингибиторами IMP-дегидрогеназы являются также: имидазол-4-карбоксамид-5-ол [ Fukui M.,1986 ],серия карбоциклических аналогов рибавирина [ Noble S.,1991 ] и имидодифосфатные производные рибавирина [ Tomasz J.,1988 ].
