Staeroyl-CoA desaturase-1

Stearoyl-CoA desaturase-1
SCD
사용 가능한 구조물
PDB직교 검색: PDBe RCSB
식별자
별칭SCD, FADS5, MSTP008, SCD1, SCDOS, hSCD1, stearoyl-CoA desaturase (delta-9-desaturase), stearoyl-CoA dasaturatase, staeroyl-CoA desaturaterase.
외부 IDOMIM: 604031 MGI: 98239 HomoloGene: 74538 GeneCard: SCD
직교체
종인간마우스
엔트레스

6319

20249

앙상블

ENSG00000099194

ENSMUSG00000037071

유니프로트

O00767

P13516

RefSeq(mRNA)

NM_005063

NM_009127

RefSeq(단백질)

NP_005054

NP_033153

위치(UCSC)Chr 10: 100.35 – 100.36MbCr 19: 44.39 – 44.41Mb
PubMed 검색[3][4]
위키다타
인간 보기/편집마우스 보기/편집
포유류에서, SCD-1 반응은 NADPH에서 단자 전자 수용체 분자 산소로 전자 흐름을 진행하기 위해 분자 산소, NAD(P)-사이토크롬 b5 환원효소, 시토크롬 b5를 필요로 하며, 물을 방출한다.

Staeroyl-CoA desaturase(Δ-9-desaturasease)는 단불포화지방산(MUFA) 형성의 속도제한 단계를 촉진하는 내포체성 레티쿨럼 효소로, 특히 Stearoyl-CoA와 Palmitoyl-CoA에서 올레이트와 팔미톨레이트를 추출한다.[5] 올레아테와 팔미톨리테이트는 막인산염, 콜레스테롤 에스테르, 알킬-다이아실글리세롤의 주요 성분이다. 인간에서 효소는 SCD 유전자에 의해 암호화된다.[6]

Staeroyl-CoA desaturase-1은 지방산 신진대사의 핵심 효소다. Staeroyl-CoA에서 이중 결합을 형성하는 책임을 진다. 이것이 포화지방산 스테아릭산으로부터 단불포화지방산 올레산이 만들어지는 방법이다.

두 전자가 NADH에서 플라보프로테틴 사이토크롬 b로5 흐른 후 전자수용체 사이토크롬 b와5 분자 산소가 메틸렌 지방 아킬-코아 기질 한 줄 안에 하나의 이중 결합을 도입하는 일련의 리독스 반응이다.[7] 복합 효소는 디노보합성으로부터 롱체인 아킬-코아스의 C9과 C10 사이에 하나의 이중 결합을 더한다.[5]

함수

어떤 결합이 불포화되었는지 결정하는 SCD1의 바인딩 포켓에 의해 꼬인 순응으로 고정된 Stearoyl-CoA(검은색). (PDB: 4ZYO)

스테아로일-CoA 데스포라아제(SCD; EC 1.14.19.1)는 불포화 지방산 합성에 있어 속도제한 단계를 촉진하는 철분 함유 효소다. SCD의 주 산물은 올레산인데 스테아릭산을 탈성시켜 형성된다. 올레산에 대한 스타아산의 비율은 세포막 유동성과 신호 전달에 대한 영향을 통한 세포 성장 및 분화 규제에 관여되어 왔다.

Scd1에서 Scd4까지 4가지 SCD 등양식이 마우스에서 확인되었다. 이와는 대조적으로 인간에서 확인된 것은 SCD1과 SCD5(MIM 608370, Uniprot Q86SK9)라는 2개의 SCD ISO 형식뿐이다. SCD1은 생쥐 ScD 등소형 4개뿐 아니라 랫드 Scd1 및 Scd2와 약 85% 아미노산 정체성을 공유한다. 이와는 대조적으로 SCD5(일명 hSCD2)는 설치류 SCD와 제한된 호몰로학을 공유하며 영장류에게만 고유한 것으로 보인다.[6][8][9][10]

SCD-1은 중요한 대사 통제 지점이다. 그 표현의 억제는 다수의 대사성 질환의 치료를 강화시킬 수 있다.[11] 식이지방에 풍부한 단불포화지방산이므로 올레이트를 쉽게 구할 수 있음에도 불구하고 SCD는 여전히 고도로 규제된 효소로 남아 있다는 것이 해답의 하나다.

구조

효소의 구조는 그 기능의 핵심이다. SCD-1은 4개의 전송 영역으로 구성된다. 아미노와 카르복실 종단부와 효소의 촉매 중심 내에 철을 집합적으로 결합하는 촉매적으로 중요한 8개의 히스티딘 부위는 모두 시토솔 부위에 있다. SCD-1에 있는 5개의 시스테인은 소포체 망막의 내강 내에 위치한다.[12]

기질 결합 부위는 길고 얇으며 소수성이 있으며, 다이철 촉매 센터가 이중 결합을 도입하는 위치에서 기질 꼬리가 꼬인다.[13]

SCD는 주요 리간드를 가진 조광기로서 생물학적으로 활발하다?인용?, Stearyl-CoA(마젠타) 활성 사이트에 도킹됨. (PDB: 4YMK)

문헌에 따르면 효소는 C9 위치에서 첫 번째 수소를 제거한 다음 C-10 위치에서 두 번째 수소를 제거함으로써 만족도 반응을 얻는다.[14] C-9과 C-10은 효소의 철분 함유 중심 가까이에 위치하기 때문에, 이 메커니즘은 이중 결합이 형성되는 위치에 특정한 것으로 가정된다.

인간병에서의 역할

SCD-1 촉매반응의 산물인 단불포화지방산은 인광질, 중성지방 등 다양한 종류의 지질을 합성하는 기판 역할을 할 수 있으며 신호전달과 분화의 매개체로도 사용될 수 있다.[15] MUFA는 세포 과정에 많이 활용되기 때문에 포유류에서 나타나는 SCD 활성의 변화는 세포 분화, 인슐린 민감성, 대사 증후군, 아테롬성 동맥경화, 암, 비만 등 생리학적 변수에 영향을 미칠 것으로 예상된다. SCD-1 결핍으로 인해 근성이 감소하고 인슐린 민감도가 증가하며 다이어트에 의한 비만에 대한 저항성이 증가한다.[16]

비속결 조건에서 SCD-1 mRNA는 흰색 지방조직, 갈색 지방조직, 하르디안샘으로 고도로 표현된다.[17] SCD-1 표현은 고탄수화물 식단에 반응하여 간조직과 심장에서 현저하게 증가되는 반면, SCD-2 표현은 뇌 조직에서 관찰되어 신생아 골수화 과정에서 유도된다.[18] 단불포화지방뿐만 아니라 고포화지방에 많이 함유된 다이어트는 고탄수화물 다이어트의 지질 유발 효과 정도는 아니지만 SCD-1 표현도 증가시킬 수 있다.[19]

SCD1의 높은 표현 수준은 비만과 종양 악성종양과 상관관계가 있는 것으로 밝혀졌다.[21] 종양 세포는 노보 합성에 의해 지방산 요구량의 대부분을 얻는다고 여겨진다. 이 현상은 필요한 지방산을 대량으로 생산하는 지방산 생합성 효소의 발현 증가에 따라 달라진다.[22] 고탄수화물 식이요법을 받은 생쥐는 인슐린 매개 SREBP-1c 의존적 메커니즘을 통해 간 SCD-1 유전자와 기타 지질 유발 유전자의 발현이 유도되었다. SREBP-1c가 활성화되면 MUFA와 간 트리글리세리드가 상향조정 합성된다. SCD-1 녹아웃 생쥐는 노보 지방생식을 증가시키지 않고 풍부한 콜레스테롤 에스테르를 생성했다.[23]

또한 SCD1 기능은 세균 세포 결정,[24] 지방 조직 사양,[26] 간 세포 분화와[25] 심장 발달에도 관여하는 것으로 나타났다.

인간 SCD-1 유전자 구조와 규제는 마우스 SCD-1과 매우 유사하다. 인간에서 SCD-1의 과도한 압박은 고증기성혈증, 동맥경화증, 당뇨병의 발병에 관여할 수 있다.[27] 한 연구는 SCD-1 활동이 유전된 고지혈증과 관련이 있다는 것을 보여주었다. SCD-1 결핍증 또한 세린 팔미토일전달효소를 하향 조절하여 세라마이드 합성을 감소시키는 것으로 나타났다. 이것은 결과적으로 골격근에서 베타산화율을 증가시킨다.[28]

탄수화물 대사 연구에서 녹아웃된 SCD-1 생쥐는 인슐린 민감도가 증가한다는 것을 보여준다. 올레이트는 막인산염의 주요 성분이며 막유체는 포화 지방산과 단불포화 지방산의 비율에 의해 영향을 받는다.[29] 제안된 방법 중 하나는 주로 지질로 구성된 세포막 유동성의 증가는 인슐린 수용체를 활성화시키는 것이다. SCD-1−/− 생쥐에서 막인산염의 MUFA 함량 감소는 다불포화 지방산의 증가로 상쇄되어 지방 아킬 체인에 더 많은 이중 결합이 도입되어 막 유동성이 효과적으로 증가한다.[30]

참조

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추가 읽기

외부 링크