C-5 스테롤 불포화효소

C-5 스테롤 불포화효소(스테롤 C-5 불포화효소 및 C5SD라고도 함)는 진핵생물 사이에서 보존성이 높은 효소이며, 주요 스테롤의 생합성 단계로서 스테롤 중간 화합물 중 C-5(6) 결합의 탈수소화를 촉매한다.효소 기질의 정확한 구조는 종에 따라 다르다.예를 들어, 인간 C-5 스테롤 불포화효소(일명 라토스테롤 산화효소)는 라토스테롤을 산화시키고, 효모 사카로미세스 세레비시아에 있는 그 정형 ERG3는 에피스테롤을 ^[1][2]산화시킨다.

메커니즘

C-5 스테롤 불포화효소는 스테롤 산화와 NAD(P)H의 산화 및 분자산소의 ^[2]감소를 결합시킨다.모델 식물 종인 Arabidopsis Thaliana C-5 스테롤 불포화효소는 NADH와의 반응을 2배 빠르게 촉매하는 반면, S. 세레비시아에는 효소가 거의 ^[1][4]선호되지 않는다.반응의 정확한 세부 사항은 포유류와 ^[1]효모에 따라 다르다고 생각되어 왔다.그러나, 효소는 보존된 히스티딘 잔기의 클러스터를 공유하며, 이는 (A. 탈리아나에서) 돌연변이되었을 때 효소 활성을 극적으로 감소시키거나 제거하여 메커니즘에서 ^[4]조정된 철 양이온의 관여를 시사한다.돌연변이 유발 연구는 A. 탈리아나 트레오닌 114(인간, 쥐, 효모의 세린)가 효소-기질 ^[4]복합체를 안정시키는 데 도움을 줄 수 있다는 것을 시사한다.Rahier는 철분배위 산소가 기질에서 수소를 추출하여 라디칼 ^[5]중간체로 만드는 반응 메커니즘을 제안했다.

생물학적 역할

C-5 스테롤 불포화효소는 주요 스테롤 합성의 중간 단계를 촉매한다.특정 생합성 경로는 진핵 생물에 따라 다르다.동물에서 C5SD는 콜레스테롤 ^[6]합성의 한 단계인 7-데히드로콜레스테롤로의 라토스테롤 탈수를 촉매한다.콜레스테롤은 스테로이드 ^[6]호르몬의 전구체 역할을 하는 막 유동성 조절을 포함한 세포 내 여러 가지 역할을 한다.균류 중 C5SD는 세포막 유동성과 ^[1][7]투과성을 조절하는 스테롤인 에르고스테롤 합성의 한 단계로서 에피스테롤의 탈수를 촉매한다.아라비도시스 탈리아나와 같은 식물에서, C-5 스테롤 불포화효소는 브라시노스테로이드라고 ^[8]불리는 호르몬의 종류뿐만 아니라 다양한 막 성분으로 이끄는 것으로 생각되는 경로에서 에피스테롤과 아베나스테롤의 탈수소화를 촉매한다.

세포내 현지화

아미노산 프로파일 C-5 스테롤 불포화효소는 4~5개의 막확장 영역을 가진 것으로 나타나며, 이는 트랜스막 ^[9]단백질임을 시사한다.C5SD 활동 쥐의 조직에서 마이크로 솜에 내부 원형질의 reticulum[10][11]에 쥐 효소 localizes는 것을 암시하고 Fluorescence 현미경 실험은 섬모가 있는 테트라 하이 메나 thermophila C5SD의 소포체에 S.cerevisiae C5SD에 둘 다 소포체의 등장으로 개발자 개발자를 보여 주었다 입증되었다알몬드 vesiCles.^[12][13] Arabidopsis 탈리아나 C5SD는 소포체와 지질 입자 둘 ^[14]다에 위치해 있다.

임상 관련성

항진균성

아졸로 알려진 일반적인 항진균제는 무독성 14α-메틸화 스테롤의 축적을 유도하는 C-5 스테롤 불포화효소의 상류인 곰팡이 스테롤 생합성 경로를 방해한다.그런 다음 C5SD는 이러한 중간체를 독성 제품으로 변환합니다.따라서 C-5 스테롤 데사튀라아제(ERG3)를 코드하는 유전자 중 병원성 균류 칸디다 알비칸스 및 모델 생물 S. 세레비시아이 돌연변이에 의해 세포는 독성 스테롤 생성물의 합성을 회피할 수 있어 아졸 ^[15][16]내성을 부여하는 것으로 나타났다.적어도 플루코나졸의 경우, C5SD 불활성화에 의한 항진균 내성은 샤페론 단백질 Hsp90 및 포스파타아제 ^[17][18]칼시뉴린의 활성에 의존한다.그러나 이 아졸 내성 메커니즘의 임상적 관련성은 ERG3의 결실만으로도 체외에서 C. 알비칸에 플루코나졸 내성을 부여하지만 살아있는 마우스 ^[19]모델에서 플루코나졸 내성을 부여하는 것은 불충분하기 때문에 논란의 여지가 있다.

라토스테롤증

적어도 한 명의 환자에서 C-5 스테롤 불포화효소 활성의 결핍(라토스테롤증)이 다발성 기형, 금속지체 및 ^[9]간질환과 관련이 있었다.이 환자는 또한 건강한 대조군에 비해 혈중 콜레스테롤 수치가 낮고 세포막 내 라토스테롤 수치가 높은 것으로 밝혀졌다.이러한 증상은 스미스-렘리-오피츠 ^[9][20]증후군과 같은 콜레스테롤 합성의 다른 결함과 유사하다.

잠재적인 응용 프로그램

과학자들은 버섯 플라물리나 벨루티페스의 C-5 스테롤 불포화효소로 만들어진 토마토 식물들이 향상된 가뭄 내성과 곰팡이 병원체 저항성을 보일 뿐만 아니라 철분과 다불포화 지방 ^[21]함량을 보인다는 것을 발견했다.연구의 저자들은 균류 효소가 식물 생명 공학에 유용한 도구가 될 수 있다고 제안합니다. 왜냐하면 작물의 여러 측면을 개선하는 것은 전형적으로 시간과 노동 집약적이기 때문입니다.

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