ALOX12
ALOX12ALOX12 (EC 1.13.11.31), also known as arachidonate 12-lipoxygenase, 12-lipoxygenase, 12S-Lipoxygenase, 12-LOX, and 12S-LOX is a lipoxygenase-type enzyme that in humans is encoded by the ALOX12 gene which is located along with other lipoyxgenases on chromosome 17p13.3.[5][6]ALOX12는 아미노산 663개로 구성된 75킬로달톤 단백질이다.
명명법
아라키돈산염 12리폭시제네아제 | |||||||||
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식별자 | |||||||||
EC 번호 | 1.13.11.31 | ||||||||
CAS 번호. | 82391-43-3 | ||||||||
데이터베이스 | |||||||||
인텐츠 | IntEnz 뷰 | ||||||||
브렌다 | 브렌다 입력 | ||||||||
엑스퍼시 | 나이스자이메 뷰 | ||||||||
케그 | KEG 입력 | ||||||||
메타사이크 | 대사통로 | ||||||||
프리암 | 프로필 | ||||||||
PDB 구조 | RCSB PDB PDBe PDBsum | ||||||||
진 온톨로지 | 아미고 / 퀵고 | ||||||||
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ALOX12의 다른 체계적 명칭으로는 12S-Lipoxygenase, 혈소판형 12-lipoxygenase, 아라키돈산산염:oxygen 12-oxidorerductase, 델타12-lipoxygenase, 12Delta-lipoxygenase, C-12 lipoxygenase가 있다.흔히 혈소판형 12리폭시제라 불리는 ALOX12는 쥐, 쥐, 소, 돼지 등에서 발견되지만 사람은 아닌 백혈구형 12리폭시제네제와 구별된다.Leukocyte-type 12-lipoxygenase in these animal species shares 73-86% amino acid identity with human ALOX15 but only 57-66% identity with human platelet-type 12-lipoxygenase and, like ALOX15, metabolizes arachidonic acid primarily to 15(S)-hydroperoxy-5Z,8Z,11Z,13E-eicosatetraenoic acid (i.e. 15(S)-HpETE; see 15-Hydroxyeicosatetraenoic acid).[7]따라서 설치류 백혈구 12-리포시겐아제는 ALOX15의 직교로 간주되며 ALox15로 지정된다.[8]
Human ALOX12 and ALOX15 along with rodent leukocyte-type Alox12 and Alox15 are commonly termed 12/15-lipoxygenases based on their ability to metabolize arachidonic acid to both 12(S)-HpETE and 15(S)-HpETE and to conduct this same metabolism on arachidonic acid that is esterified to membrane phospholipids; human ALOX15B makes 15(S)-HpETE but not 12(S)-HpETE는 12/15-Lipoxygenase로 간주되지 않는다.[9]이러한 기능연구의 주모델인 랫드와 마우스를 이용한 병리학에서 ALOX12의 역할에 대한 연구는 어느 종도 12(S)-HETE의 우세를 이루는 지복시유전효소를 가지고 있지 않기 때문에 신진대사학적으로 ALOX12와 동등하기 때문에 복잡하다.[7][9]예를 들어 녹아웃 방법을 사용하여 알록스12에서 결핍된 생쥐의 알록스12에 대해 추론된 함수는 이 두 효소의 대사 활동 차이로 인해 인간의 알록스12와 유사한 함수를 나타내지 않을 수 있다.ALOX12의 기능은 주로 아라키돈산을 15(S)-HpETE로 대사하는 인간 ALOX15에 의해 더욱 흐려지지만 또한 12(S)-HpETE의 양은 적지만 여전히 상당하게 만든다(ALOX15 참조).
ALOX12 is also distinguished from arachidonate 12-lipoxygenase, 12R type (ALOX12B), which metabolizes arachidonic acid to the R stereoisomer of 12(S)-HpETE viz., 12(R)-hydroperoxy-5Z,8Z,10E,14Z-icosatetraenoic acid (12(R)-HpETE), a product with very different pathophysiological roles than that of 12(S)-HpETE (see ALOX12B).
디스커버리
원래 아라키돈산 12리포시게나아제라 불리던 ALOX12는 노벨상 수상자인 벵트 1세가 처음 특징으로 삼았다. Samuelsson, and his famed colleague, Mats Hamberg, in 1974 by showing that human platelets metabolize arachidonic acid not only by the well-known cyclooxygenase pathway into prostaglandins and 12-hydroxyheptadecatrienoic acid but also by a cyclooxygenase-independent pathway to 12(S)-hydroperoxy-5,8,10,14-eicosatetraenoic acid; this activity was the 특성화되어야 할 첫 번째 포유류 lipoxygenase 활동.[10]1975년, 최초의 생물학적 활동이 인간 중성미자의 화학적 축을 시뮬레이션했다는 것을 보여주는 연구에서 이 대사물에 부착되었다.[11]그 후 몇 년 동안 인간의 ALOX12는 정화되었고, 생화학적으로 특징지어졌으며, 그 유전자를 분자적으로 복제하였다.[7][12]
조직 분포
주로 mRNA의 존재에 기초하여 인간 ALOX12는 혈소판과 백혈구에 주로 분포하며 표피의 기저층(특히 건선의 피부병변), 췌장 내 랑게르한스 섬, 특정 암에 분포한다.[13]
효소활동
ALOX12 활성의 통제는 주로 세포 자극에 의해 막 인산염의 저장으로부터 방출되는 그것의 다불포화 지방산(PUFA) 기판의 가용성에 의해 정지하는 것으로 보인다.[14]The enzyme participates in arachidonic acid metabolism by conducting the following chemical reaction wherein its substrates are arachidonic acid (also termed as arachidonate or, chemically, as 5Z,8Z,11Z,14Z-eicosatetraenoic acid) and O2 (i.e. oxygen) and its product is 12S-hydroperoxy-5Z,8Z,10E,14Z-eicosatetraenoic acid (i.e. 12S-hydroperoxyeicosat에트라에노산 또는 12S-HpETE:[10][15]
- 아라키돈산2 + O → 12S-하이드로페록시-5Z,8Z,10E,14Z-eicosatetraeno산
In cells, 12SHpETE may be further metabolized by ALOX12 itself, by ALOXE3 or possibly other, as yet not fully identified, hepoxilin synthases to hepoxilin A3 (8R/S-hydroxy-11,12-oxido-5Z,9E,14Z-eicosatrienoic acid) and B3 (10R/S-hydroxy-11,12-oxido-5Z,8Z,14Z-eicosatrienoic acid):[16][17][18]
- 12S-hydroperoxy-5Z,8Z,10E,14Z-eicosatetraenoic acid → 8R/S-hydroxy-11,12-oxido-5Z,9E,14Z-eicosatrienoic acid + 10R/S-hydroxy-11,12-oxido-5Z,8Z,14Z-eicosatrienoic acid
허산실린은 특정 염증 반응을 촉진하고, 통증 지각(즉, 촉각 알로디니아)을 증가시키며, 국소 혈류를 조절하며, 동물 모델의 혈압 조절에 기여할 수 있다(허산실린 참조).그러나 훨씬 더 일반적으로 12S-HpETE는 유비쿼터스 셀룰러 과산화효소 활동에 의해 히드록실 제품으로 급격히 감소하여 12S-히드록시-5Z,8Z,10E,14Z-에이코사테트라에노산, 즉 12-히드록시야체산 또는 12S-HTE:[19]
- 12S-hydroperoxy-5(Z),8(Z),10(E),14(Z)-eicosatetraenoic acid → 12S-hydroxy-5(Z),8(Z),10(E),14(Z)-eicosatraenoic acid.
12S-HETE는 염증 반응을 촉진하고, 피부의 청염(즉 가려움) 인식에 관여할 수 있으며, 동물 모델에서 지역 혈류를 조절한다. 또한 배양된 인간 암세포의 악성 행동과 동물 모델에서 특정 암의 성장을 촉진한다(12-HETE 참조).아라키돈산염과 12(S)-HETE가 각각 ALOX12의 지배적인 기질과 생산물인 반면, 효소는 다른 PUFA도 대사시킨다.It metabolizes the omega-3 fatty acid, docosahexaenoic acid (DHA i.e., 4(Z),7(Z),10(Z),13(Z),16(Z),19(Z)-docosahexaenoic acid to 14(R)-hydroperoxy-4(Z),8(Z),10(Z),12(E),16(Z),19(Z)-docosahexaenoic acid)(i.e. 17-hydroperoxy-DHA); then, ALOX12 or an unidentified epoxidase-type enzyme may metabolize this intermediate to an epoxide, 13,14-epoxy-4(Z),7(Z),9(E),11(E),16(Z),19(Z)-docosahexaenoic acid (i.e. 13,14-e-maresin) which metabolized to 7R,14S-dihydroxy-4Z,8E,10E,12Z,16Z,19Z-docosahexaenoic acid (i.e. Maresin 1), by an unidentified epoxide hydrolase-type enzyme:
- DHA → 17-hydroperoxy-DHA → 13,14-e-meresin → Marresin-1
Marresin 1은 12(S)-HETE와 허산실린에 반대할 수 있는 일련의 활동을 가지고 있으며, 항염증, 통증 완화 및 기타 방어 활동을 하는 PUFA 대사물인 특수 친해상도 매개체(SPMs)의 일종이다.[20]ALOX12 also acts on leukotriene A4 (LTA4) in a two cellular reaction termed transcellular metabolism: human neutrophils metabolize arachidonic acid to its 5,6-epoxide, LTA4, and releases this intermediate to nearby neutrophils which metabolize it to lipoxin A4 (5S,6R,15S-trihydroxy-7E,9E,11Z,13Z-eicosatetraenoic acid) and lipoxin B4 (5S,14R,15S-trihydroxy-6E,8Z,10E,12E-eicosatetraeno acid); 두 리판신은 모두 SPM과 유사한 활동이 많은 SPM이다(리판신 참조).[21]ALOX12 may also metabolize lesser amounts of DHA to secondary products including 17-hydroperoxy-DHA, 11-hydroperoxy-DHA, and 8,14-dihydroxy-DHA[20] ALOX12 may likewise metabolize 5(S)-HETE to 5S,12S-dihydroxyeicosatetraenoic acid (12,15-diHETE) and 15S-HETE to 14,15S-diETE.[14]이들 화합물이 생체활성화에 대해 철저히 평가되지 않은 반면 17-하이드록시-HDHA와 세포에서 빠르게 전환되는 감소 제품인 17-하이드록시-HDHA는 배양된 인간 전립선암 세포가 세포사멸에 들어가도록 하여 성장을 억제하는 것으로 나타났다.[22]
동물학
백혈구형 12리포스게네아제가 부족하거나 결핍된 설치류에 관한 연구, ALOX12(인간 ALOX15와 가장 밀접하게 관련되어 있음)는 식이유발 및/또는 유전유발성 당뇨, 지방세포/전염, 비만증 등의 발생과 합병증을 예방하고, b) 무토세포의 발달을 예방하는 데 이 효소를 포함한다.sis와 steatohepatis, b) 혈관 수축, 팽창, 압력, 리모델링, 혈관신생을 조절하는 것, c) 정상적인 신장, 신경, 뇌 기능을 유지하는 것, d) 알츠하이머병의 발병.[8][9][23]이러한 연구에서는 일반적으로 알록스12의 대사물이 어떤 물질과 관련되었는지 불분명하다.
사전 임상 연구
대사증후군
대사증후군은 복부비만(중앙) 비만, 혈압 상승, 단식 혈장 포도당(또는 명시적 당뇨병), 고혈청 중성지방, 저밀도 지단백질(HDL) 수치 중 최소 3가지 이상으로 구성된 집단이다.ALOX12와 그 대사물인 12(S)-HETE는 제1형 당뇨병이나 제2형 당뇨병을 앓고 있는 환자의 랑게르한스 섬과 병적으로 비만인 제2형 당뇨병 환자의 백혈구 조직의 지방세포에서 상승한다.[8]췌장섬의 PP세포(즉, 감마세포)는 이러한 환자들에게 ALOX12가 발현되는 부위만 아니라면 주요한 것으로 보인다.[8]연구는 Langerhans ALOX12 섬과 그 12(S)-HETE 제품에서 인슐린을 분비하는 베타 세포의 손실을 초래하는 활성산소 종과 염증이 과다하게 생성되어 지방 조직에서 ALOX12, 12(S)-HETE, 활성산소 종 및 염증이 과다하게 발생한다는 것을 제안한다.지방 세포 기능 장애를 초래한다(12-HETE#인플레이션 및 염증성 질환 및 12-HETE#Diabetes 참조).실제로, 한 연구에서 ALOX12 유전자의 인트론 영역에 위치한 [24]단일 뉴클레오티드 다형성, rs2073438은 비만족 젊은 중국 남성들에 비해 비만의 총 지방질량과 백분율과 상당히 관련이 있었다.[8][13][18]ALOX12 및 12(S)-HETE도 마찬가지로 필수 고혈압에 관련되어 있다(다음 섹션 참조).따라서 ALOX12와 그 대사물은 비만, 당뇨병, 고혈압 및/또는 대사증후군의 발달 및/또는 진행에 기여할 수 있다.
혈관
ALOX12의 선택적이지만 완전히 특정하지는 않은 억제제는 배양된 인간 내피세포의 성장 반응을 기초 섬유블라스트 성장인자와 혈관 내피 성장인자(VEGF)로 감소시켰다. 이러한 감소는 부분적으로 12(S)-HETE에 의해 역전되었다. 12(S)-HETE 또한 인간의 전립선 세포라인을 자극하여 VEGF를 생성한다.[19]이러한 결과는 두 성장 인자에 대한 성장 반응에 내피세포에 의한 12(S)-HETE 생성을 자극하여 ALOX12가 관절염과 암질환을 촉진하는 신혈관화 감소의 대상이 될 수 있음을 시사한다.12(S)-HETE는 또한 관상동맥 미세순환동맥을 활성화하여 확장시킨다혈관의 부드러운 근육 BKca 칼륨 채널로, 따라서 내피에서 파생된 극지방화 인자로 제안된다.[9][19]마지막으로 ALOX12 유전자의 단일 뉴클레오티드 변종(R261Q [3957 G]A])은 인간에서 12(S)-HETE의 소변 배설이 증가하고 있는 것과 관련이 있으며 필수 고혈압에 기여하는 요인이 될 수 있다(12-HETE#Blood pressure 참조).[9][25]
알츠하이머병
알츠하이머병이나 다른 형태의 치매를 앓고 있는 환자들은 나이가 지긋한 정상인에 비해 뇌척수액에서 12(S)-HETE(및 15(S)-HETE)의 수치가 상당히 높다.Complementary studies in rodent models bearing human mutated genes for Amyloid precursor protein and/or tau protein (see tau protein#Clinical significance) that produce Alzheimer's dementia-like syndromes implicate 12(S)-HETE, 15(S)-HETE, and a 12/15-lipoxygenase type enzyme in the development and progression of the Alzhiemer's disease-like sympto이 동물들의 ms와 발견들.[23]한 연구에서 알록스12 mRNA는 알츠하이머병 환자의 뇌 조직에서 대조군 환자에 비해 높아진 것으로 나타났다.[13]이러한 결과는 ALOX12(또는 ALOX15)가 인간의 알츠하이머병 발병에 기여할 수 있음을 시사한다.
암
전립선암에 관한 연구에서는 배양 내 인간 전립선암 세포선이 ALOX12를 과다하게 누르고 12(S)-HETE를 과잉 생산하며 증식률을 증가시키고, 적분 세포표면표현을 증가시키며, 생존을 증가시키고, 사멸을 지연시키며, 혈관의 생산을 증가시킴으로써 12(S)-HETE에 반응한다는 것을 밝혀냈다.ndothelial 성장 인자와 MMP9(예: Matrix metalopptidase 9), 선택적(전부는 아니지만) 특정 ALOX12 억제제는 이러한 세포의 증식과 생존을 감소시켰다(12-HETE#prostate 암 참조).이러한 발견은 ALOX12와 그 12(S)-HETE 제품이 인간의 전립선암의 성장과 확산에 기여할 수 있음을 시사한다.[19]최근 전립선암 조직에서 ALOX12 유전자의 하이퍼메틸화는 재발률이 높은 임상 예측기와 연관되었다.[26]일부 연구에서는 12(S)-HETE가 다양한 다른 형태의 배양 암 세포 라인의 성장 및/또는 관련 친-악성 행동을 촉진한다는 사실도 밝혀냈다(12-HETE#기타 암 참조).[19]ALOX12는 인간 표피암 A431 세포의 효모 2-하이브리드 상호작용 라이브러리에서 선별된 케라틴 5 및 LMNA와 상호작용하는 것으로 나타났다. 이 단백질들은 특히 종양 세포에서 12-LOX를 조절할 수 있는 후보들이다.[27]
혈소판 함수
혈소판 기능에서 ALOX12와 그 주요 대사물의 역할인 ALOX12와 12(S)-HPETE 및 12(S)-HETE에서 처음 확인되었지만, 혈소판 기능에서 ALOX12-12(S)-HETE 대사 경로에는 자극제 및 stt 반응에 따라 혈소판 반응을 촉진하거나 억제하는 이중 기능이 있을 가능성이 있다.그러나 ALOX12를 억제하는 것은 혈소판 관련 혈액 응고를 억제하는 데 궁극적으로 유용하다는 것을 증명할 수 있다.[19]
기타 연관성
ALOX12 유전자는 기생충 질환인 인간 선천성 독소포장증에 대한 감수성 알레르글(rs6502997,[28] rs312462,[29] rs6502998,[30] rs43473[31])을 가지고 있다.[13][32]따라서 태아 보유자는 이 질병에 대한 감수성이 높아진다.
참조
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외부 링크
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추가 읽기
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