乙醛去氫酶- 維基百科,自由的百科全書
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乙醛去氫酶(acetaldehyde dehydrogenase,縮寫ALDH;EC 1.2.1.10 CAS [9028-91-5])又稱解酒酵素,為醛去氫酶的一種,負責催化乙醛氧化為乙酸的反應。
乙醛去氫酶
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乙醛去氫酶
假單胞菌屬的乙醛去氫酶的結構。
[1]
命名
系統命名
縮寫
識別碼
EC編號
1.2.1.10
CAS號
9028-91-5
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乙醛去氫酶(acetaldehydedehydrogenase,縮寫ALDH;EC1.2.1.10CAS[9028-91-5])又稱解酒酵素,為醛去氫酶的一種,負責催化乙醛氧化為乙酸的反應。
CH3CHO+NAD++CoA↔乙醯CoA+NADH+H+
已知人類的乙醛去氫酶由三個基因所編碼:ALDH1A1、ALDH2及最近發現的ALDH1B1(亦稱ALDH5)。
目次
1結構
2演化
3在乙醇代謝中的作用
4參考
5外鏈
結構[編輯]
半胱胺酸-302為親核劑,是酶活性中心所在。
胞質溶膠與粒線體兩種同工酶中的Cy擬訂為s殘基均可與標記的碘乙醯胺起反應,烷化後的酶活性受到影響。
並且附近序列Gln-Gly-Gln-Cys在人類與馬的乙醛去氫酶中都是保守的,說明Cys-302對催化活性有重要作用。
[2]
對肝乙醛去氫酶的定點突變顯示麩胺酸-268也是催化活性所需殘基。
有突變的酶的活性無法通過另加入一般鹼類而恢復,表明此殘基可能用於反應初活化半胱胺酸-302,而非僅參與脫醯或氫負轉移步驟。
[3]
細菌中的醯化乙醛去氫酶,與依賴金屬的4-羥基-2-酮戊酸醛縮酶形成雙功能的二聚體。
此複合體負責細菌中有毒芳香化合物的代謝。
兩單元的結合在活性中心間產生一個疏水的通道,中間體在一邊完成反應便被運送至另一端,提高了催化效率並避免了副反應的發生。
[1]
演化[編輯]
乙醛去氫酶主要有兩種ALDH1和ALDH2兩種同工酶,分別分布在胞質溶膠與粒線體。
兩者無相同的亞基。
它們在核苷酸水平為66%同源,在胺基酸水平則為69%一致,一致程度遠低於人類與馬ALDH1之間的91%。
類比豬粒線體與胞質溶膠的天門冬胺酸轉胺酶的50%一致性,可得知ALDH1和ALDH2的分化是較早的。
[4]
在乙醇代謝中的作用[編輯]
肝中的乙醇去氫酶負責將乙醇(酒的成分)氧化為乙醛,生成的乙醛作為受質進一步在乙醛去氫酶催化下轉變為無害的乙酸(即醋的成分)。
乙醛毒性高於乙醇,是造成宿醉的主要原因之一。
而且乙醛被懷疑具有致癌性,它與人類腫瘤的發生存在一定的關係。
負責人體內乙醛轉化的主要是肝中的乙醛去氫酶(ALDH),它有兩種同功酶,分別分布於胞質溶膠(ALDH1)與粒線體(ALDH2)。
兩者在催化速率上有很明顯的差異,ALDH2對乙醛的K_M低於ALDH1,約後者的1/10,是主要負責乙醛轉化的同工酶。
乙醛去氫酶基因位於12號染色體(12q24.2),它的主要多態性是rs671,即位於外顯子12的G1510A。
正常的等位基因記為ALDH2*1,單鹼基突變的等位基因記為ALDH2*2。
突變基因轉譯出的酶中,殘基487的麩胺酸變為離胺酸,[5]造成催化活性基本喪失。
[6]
ALDH2*2在人類各族群中的分布是不同的,它基本全部出現在亞洲人上。
研究顯示中國人ALDH2*2的頻率為18%,其中廣東漢族最高(31%),武漢漢族12%[1](頁面存檔備份,存於網際網路檔案館),洛陽人15%,上海人25%,台灣人30%[2][永久失效連結],朝鮮人16%,日本人27%[3][永久失效連結],泰國人4%[4],藏人/蒙古人/菲律賓人/馬來人/台灣原住民1-10%[5][永久失效連結],白人~0%,黑人~0%。
乙醛去氫酶是隨機組合的四聚體,一個突變型的亞基影響了四聚體的穩定性,進而影響酶的正常表現。
[6]研究發現無論攜帶ALDH2*2的是純合子(AA)還是雜合子(GA),四聚的ALDH2均無活性,即ALDH2*2是顯性遺傳。
[7]雜合子GA的ALDH2四個亞基都穩定的概率是(0.5)^4=0.0625=6.25%,因而即使雜合子的野生型與突變等位基因等量表現,其正常的ALDH2的表現量也僅有6.25%。
有ALDH2*2突變表現出的亞基的酶無法正常代謝乙醇的氧化產物乙醛,血液乙醛濃度增高,造成一系列飲酒後的不良反應,如臉紅、頭暈、心跳加快等。
[8]而純合子AA的ALDH2活性近乎為零,[9]最好是滴酒不沾。
有ALDH2*2者更易產生飲酒的不良反應,酗酒的可能性也較小。
由於ALDH2*2攜帶者對乙醛代謝較差,有人認為乙醛對肝的損傷是酒精肝在亞洲人群中常見的原因。
基於類似機理,有人還研究了食管癌、咽喉癌與肝癌的易感基因與ALDH2*2的關係,發現有一定的關聯。
[6](頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
藥物雙硫侖(disulfiram)可強烈抑制ALDH1的活性,但對ALDH2無影響。
它作為戒酒藥物即在於它對ALDH的抑制,服藥後所攝入乙醇的代謝產物乙醛無法被代謝掉,蓄積在體內從而造成類似嚴重醉酒的不適症狀,使酒癮者無意繼續飲酒,用作戒酒的嫌惡療法。
[7]
參考[編輯]
^1.01.1PDB1NVM;ManjasettyBA,PowlowskiJ,VrielinkA.Crystalstructureofabifunctionalaldolase-dehydrogenase:sequesteringareactiveandvolatileintermediate.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.June2003,100(12):6992–7.PMC 165818 .PMID 12764229.doi:10.1073/pnas.1236794100.
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^WangX,WeinerH.Involvementofglutamate268intheactivesiteofhumanlivermitochondrial(class2)aldehydedehydrogenaseasprobedbysite-directedmutagenesis..Biochemistry.1995,34(JAN10):237–43[2011-04-03].PMID 7819202.doi:10.1021/bi00001a028.(原始內容存檔於2016-04-04).
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^CrabbD,XiaoQ.StudiesontheEnzymologyofAldehydeDehydrogenase-2inGeneticallyModifiedHeLaCells.Alcoholism:ClinicalandExperimentalResearch.2006,22(4):780–781.PMID 9660300.doi:10.1111/j.1530-0277.1998.tb03867.x. [永久失效連結]
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^Crabb,D.W.;Edenberg,H.J.;Bosron,W.F.;Li,T.K.(1989),"Genotypesforaldehydedehydrogenasedeficiencyandalcoholsensitivity.TheinactiveALDH2(2)alleleisdominant",J.Clin.Invest.,83(1):314–316.doi:10.1172/JCI113875.
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外鏈[編輯]
醫學主題詞表(MeSH):acetaldehyde+dehydrogenase
rs671於ncbi.nlm.nih.gov(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
閱論編氧化還原酶:醛/酮氧化還原酶(EC1.2)1.2.1:以NAD或NADP為受體醛去氫酶:乙醛去氫酶(ALDH2) ·長鏈醛去氫酶甘油醛-3-磷酸去氫酶1.2.2:以細胞色素為受體甲酸去氫酶(細胞色素)1.2.3:以氧氣為受體醛氧化酶1.2.4:以二硫化物為受體酮戊二酸去氫酶 ·丙酮酸去氫酶 ·支鏈α-酮酸去氫酶複合物(BCKDHA、BCKDHB、DBT、DLD)1.2.7:以鐵硫蛋白為受體丙酮酸合酶1.2.99:其它一氧化碳去氫酶
EC1.1/2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/12/13/14/15/16/17/18/19/20/21/22
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2.1/2/3/4/5/6/7(2.7.10/11-12)/8/9
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3.1/2/3/4(3.4.21/22/23/24)/5/6/7/8/9/10/11/12/13
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4.1/2/3/4/5/6 ·5.1/2/3/4/5/99 ·6.1-3(英語:Template:LigasesCOCSandCN)/4/5-6
閱論編酶活性
活性位點
結合位點
催化三聯體
負氧離子洞
酶催化混雜(英語:Enzymepromiscuity)
催化最適酶(英語:Catalyticallyperfectenzyme)
輔因子
輔酶
酶促反應
調節
異位調節
協同性(英語:Cooperativity)
酶抑制劑
酶活化劑
分類
EC編號
蛋白質超家族
蛋白質家族
酶列表
動力學
酶動力學
伊迪-霍夫斯蒂圖(英語:Eadie–Hofsteediagram)
哈尼斯-伍爾夫圖(英語:Hanes–Woolfplot)
雙倒數圖
米氏動力學
類型
EC1氧化還原酶(列表(英語:ListofECnumbers(EC1)))
EC2轉移酶(列表(英語:ListofECnumbers(EC2)))
EC3水解酶(列表(英語:ListofECnumbers(EC3)))
EC4解離酶(列表(英語:ListofECnumbers(EC4)))
EC5異構酶(列表(英語:ListofECnumbers(EC5)))
EC6連接酶(列表(英語:ListofECnumbers(EC6)))
EC7移位酶(英語:Translocase)(列表(英語:ListofECnumbers(EC7)))
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