요산산화효소

Urate oxidase
UOX
식별자
별칭UOX, UOXP, URICASE, 요산효소, 요산효소(seudgene)
외부 ID진카드: UOX
직교체
종인간마우스
엔트레스

391051

n/a

앙상블

ENSG00000240520

n/a

유니프로트

n
a

n/a

RefSeq(mRNA)

n/a

n/a

RefSeq(단백질)

n/a

n/a

위치(UCSC)n/an/a
PubMed 검색[1]n/a
위키다타
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사람에게 없는 요산염 산화효소(UO), 요산염 또는 인자 독립 요산 수산화효소는 요산의 산화를 촉진한다.[2]

요산 + O2 + HO2 → 5-히드록시소르산 + HO22
5-히드록시소르산 + HO22 → 알란토인 + CO2
요산
5입시소르산염
알란토인

구조

요산 산화효소는 주로 간에서 국소화되는데, 간에서 많은 과산화질소에서 큰 전자-덴스 파라크리스탈린 코어를 형성한다.[3]효소는 동일한 부위의 테트라머로서 존재하며, 각각은 가능한 타입 2 구리 결합 부위가 포함되어 있다.[4]null

요레이트 산화효소는 4개의 아유닛 사이의 인터페이스에 위치한 4개의 동일한 활성 부위가 포함된 호모테트라메릭 효소다.A. flavus의 UO는 301개의 잔류물로 구성되어 있으며 분자량은 33438달톤이다.촉매에 금속 원자나 유기 공동인자를 필요로 하지 않는다는 점에서 산화 중에서도 특이하다.여러 유기체의 염기서열 분석 결과 보존된 24개의 아미노산이 있으며, 이 중 15개가 활성 부위와 관련되어 있는 것으로 확인되었다.null

인자 독립 요산 수산화효소
식별자
EC 번호1.7.3.3
CAS 번호.9002-12-4
데이터베이스
인텐츠IntEnz 뷰
브렌다브렌다 입력
엑스퍼시나이스자이메 뷰
케그KEG 입력
메타사이크대사통로
프리암프로필
PDB 구조RCSB PDB PDBe PDBsum
진 온톨로지아미고 / 퀵고
우리카아제
식별자
기호우리카아제
PfamPF01014
인터프로IPR002042
프로사이트PDOC00315
SCOP21uox / SCOPe / SUPFAM

반응 메커니즘

요산 산화효소는 세 효소의 경로에서 요산을 S-(+-----alantoin)로 변환하는 첫 번째 효소다.After uric acid is converted to 5-hydroxyisourate by urate oxidase, 5-hydroxyisourate (HIU) is converted to 2-oxo-4-hydroxy-4-carboxy-5-ureidoimidazoline (OHCU) by HIU hydrolase, and then to S-(+)-allantoin by 2-oxo-4-hydroxy-4-carboxy-5-ureidoimidazoline decarboxylase (OHCU decarboxylase).HIU 하이드롤라아제와 OHCU 데카복실라아제가 없으면 HIU는 자연적으로 인종 알란토인으로 분해된다.[5]null

요산 산화효소의 활성 부위 내에는 요산과 그 유사성을 동일한 방향으로 유지하는 촉매 부지가 있고 산소, 물, 과산화수소가 순차적으로 구동되는 공통 촉매 부지가 있다.이 메커니즘은 과산화수소를 산소로 되돌리고 또한 순차적으로 공통 촉매 부지를 통해 과산화수소와 물을 구동시키는 카탈라아제와 유사하다.[6]X선 결정학에서는 요산이 먼저 활성 부지에 모노아니온으로 결합한 후 디아니온으로 퇴화한다는 것을 보여 주었다.디아니온은 효소의 아르그 176과 글렌 228에 의해 안정된다.[7]산소는 이후 요산디아니온에서 전자쌍을 받아들여 과산화수소로 변환되는데, 과산화수소는 중간에서 핵폭발을 하는 물로 대체되어 5-히드록시소르산염을 생성하게 된다.[8]null

요산 산화효소는 청산가리와 염화물이온 모두에 의해 억제되는 것으로 알려져 있다.이것은 억제제와 요산 기질 사이의 음이온-염기 상호작용 때문에 발생한다.[9]null

인간에서의 부재의 중요성

요레이트 산화효소는 박테리아에서 포유류에 이르기까지 거의 모든 유기체에서 발견되지만 영장류 진화 과정에서 사라진 인간과 다른 유인원에서는 활동을 하지 않는다.[4]이것은 알란토인을 퓨린 산화의 최종 산물로 생산하는 대신, 통로가 요산으로 끝난다는 것을 의미한다.이것은 인간이 대부분의 다른 포유동물들보다 훨씬 더 높고 더 많은 수치의 요산염을 갖게 한다.[10]null

유전적으로, 인간의 요산염 산화효소 기능 상실은 코돈 33과 187의 두 가지 터무니없는 돌연변이와 일탈성 이음매 부위가 원인이었다.[11]null

요산염은 강력한 항산화 물질이며 싱클레트 산소와 활성산소의 파괴력이 있기 때문에 요산 산화효소 유전자 발현 상실이 호민체에 유리하다고 제안되어 왔다.이것의 존재는 신체에 산화적 손상으로부터 보호를 제공하므로 수명을 연장하고 연령별 암 발생률을 감소시킨다.[12]null

그러나 요산은 염증, 위험신호 등 여러 과정에서 복잡한 생리학적 역할을 하며,[13] 현대적인 푸린이 풍부한 식단은 통풍 발생 위험 증가 등 많은 질병과 연계된 고뇨혈증으로 이어질 수 있다.[10]null

질병 관련성

요산산화효소는 항암화학요법을 받는 환자의 급성 고뇨증 치료를 위한 단백질 의약품(라스부리카제)으로 제조된다.요산염 산화효소의 PEGylated 형태인 페글로테아제는 2010년 성인 환자의 만성 통풍 치료를 위해 FDA 승인을 받았다.[14]null

비호지킨 림프종(NHL), 특히 버킷의 림프종과 B세포 급성 림프성 백혈병(B-ALL)이 있는 소아들은 항암화학요법에 의한 종양세포의 붕괴로 요산이 분비되어 신관 내에 요산 결정이 형성되어 도관을 채취할 때 생기는 종양 투석증후군(TLS)을 경험하는 경우가 많다.이것은 신장 기능 저하와 심지어 죽음으로 이어질 수 있다.연구 결과에 따르면 TLS 개발 위험이 높은 환자는 요산염의 투여로 이득을 볼 수 있다고 한다.[15]그러나 인간은 요산을 알란토인(Alantoin)으로 저하시키는 경로에 후속 효소 HIU 히드록실라제가 부족하기 때문에 장기간 요산 산화효소 요법은 HIU의 독성 효과로 인해 잠재적으로 해로운 영향을 미칠 수 있다.[16]

높은 요산 수치는 간질과 관련이 있다.그러나, 요산염을 교란시키는 것은 실제로 뇌 흥분성과 발작에 대한 민감성을 감소시킨다는 것이 마우스 모델에서 발견되었다.[17]null

이식 대 숙주 질환(GVHD)은 종종 기증자 T 세포가 숙주 조직을 파괴하는 것에 의해 추진되는 동종유전자 조혈모세포이식(HSCT)의 부작용이다.요산은 T세포 반응을 증가시키는 것으로 나타났기 때문에 임상시험 결과 요산산화효소를 투여하여 환자의 요산 수치를 낮추고 그 결과 GVHD의 가능성을 낮출 수 있는 것으로 나타났다.[18]null

콩쿨로

UO는 또한 질소 고정이 콩의 뿌리 결절에서 발생하는 요소요인 경로의 필수 효소다.고정된 질소는 아미노산 생합성에 필요한 질소를 공급하기 위해 식물 전체에서 뿌리에서 운반되는 대사물로 전환된다.null

콩팥에서 요산효소의 2가지 형태가 발견되는데, 뿌리에서는 4각형이고, 뿌리결절의 무감염 세포에서는 질소고정에 중요한 역할을 하는 단핵형이다.[19]null

참고 항목

참조

  1. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  2. ^ Motojima K, Kanaya S, Goto S (November 1988). "Cloning and sequence analysis of cDNA for rat liver uricase". The Journal of Biological Chemistry. 263 (32): 16677–81. doi:10.1016/S0021-9258(18)37443-X. PMID 3182808.
  3. ^ Motojima K, Goto S (May 1990). "Organization of rat uricase chromosomal gene differs greatly from that of the corresponding plant gene". FEBS Letters. 264 (1): 156–8. doi:10.1016/0014-5793(90)80789-L. PMID 2338140. S2CID 36132942.
  4. ^ a b Wu XW, Lee CC, Muzny DM, Caskey CT (December 1989). "Urate oxidase: primary structure and evolutionary implications". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 86 (23): 9412–6. Bibcode:1989PNAS...86.9412W. doi:10.1073/pnas.86.23.9412. PMC 298506. PMID 2594778.
  5. ^ Ramazzina I, Folli C, Secchi A, Berni R, Percudani R (March 2006). "Completing the uric acid degradation pathway through phylogenetic comparison of whole genomes". Nature Chemical Biology. 2 (3): 144–8. doi:10.1038/nchembio768. PMID 16462750. S2CID 13441301.
  6. ^ Gabison L, Prangé T, Colloc'h N, El Hajji M, Castro B, Chiadmi M (July 2008). "Structural analysis of urate oxidase in complex with its natural substrate inhibited by cyanide: mechanistic implications". BMC Structural Biology. 8: 32. doi:10.1186/1472-6807-8-32. PMC 2490695. PMID 18638417.
  7. ^ Colloc'h N, el Hajji M, Bachet B, L'Hermite G, Schiltz M, Prangé T, Castro B, Mornon JP (November 1997). "Crystal structure of the protein drug urate oxidase-inhibitor complex at 2.05 A resolution". Nature Structural Biology. 4 (11): 947–52. doi:10.1038/nsb1197-947. PMID 9360612. S2CID 1282767.
  8. ^ Oksanen E, Blakeley MP, El-Hajji M, Ryde U, Budayova-Spano M (2014-01-23). "The neutron structure of urate oxidase resolves a long-standing mechanistic conundrum and reveals unexpected changes in protonation". PLOS ONE. 9 (1): e86651. Bibcode:2014PLoSO...986651O. doi:10.1371/journal.pone.0086651. PMC 3900588. PMID 24466188.
  9. ^ Estarellas C, Frontera A, Quiñonero D, Deyà PM (January 2011). "Relevant anion-π interactions in biological systems: the case of urate oxidase". Angewandte Chemie. 50 (2): 415–8. doi:10.1002/anie.201005635. PMID 21132687.
  10. ^ a b So A, Thorens B (June 2010). "Uric acid transport and disease". The Journal of Clinical Investigation. 120 (6): 1791–9. doi:10.1172/JCI42344. PMC 2877959. PMID 20516647.
  11. ^ Wu XW, Muzny DM, Lee CC, Caskey CT (January 1992). "Two independent mutational events in the loss of urate oxidase during hominoid evolution". Journal of Molecular Evolution. 34 (1): 78–84. Bibcode:1992JMolE..34...78W. doi:10.1007/BF00163854. PMID 1556746. S2CID 33424555.
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  18. ^ Yeh AC, Brunner AM, Spitzer TR, Chen YB, Coughlin E, McAfee S, Ballen K, Attar E, Caron M, Preffer FI, Yeap BY, Dey BR (May 2014). "Phase I study of urate oxidase in the reduction of acute graft-versus-host disease after myeloablative allogeneic stem cell transplantation". Biology of Blood and Marrow Transplantation. 20 (5): 730–4. doi:10.1016/j.bbmt.2014.02.003. PMID 24530972.
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