NADPH oksidaz

NADPH oksidaz (nikotinamid adenin dinükleotid fosfat oksidaz) hücre dışı boşluğa bakan zara bağlı bir enzim kompleksidir. Plazma zarında ve ayrıca nötrofil beyaz kan hücreleri tarafından mikroorganizmaları yutmak için kullanılan fagozomların zarlarında bulunabilir. Kompleksin katalitik bileşeninin insan izoformları arasında NOX1, NOX2, NOX3, NOX4, NOX5, DUOX1 ve DUOX2 bulunur.[1]

NADPH oksidaz
Tanımlayıcılar
EC numarası 1.6.3.1
CAS numarası 77106-92-4
Veritabanları
IntEnz IntEnz view
BRENDA BRENDA entry
ExPASy NiceZyme view
KEGG KEGG entry
MetaCyc metabolic pathway
PRIAM profile
PDB structures RCSB PDB PDBe PDBsum

Reaksiyon
NADPH'den süperoksit oluşumu için genel reaksiyon

NADPH oksidaz, bir elektronu NADPH'den oksijene aktararak süperoksit serbest radikal üretimini katalize eder. Bu işlem sırasında O2 hücre dışı boşluktan hücre iç kısmına taşınır ve H+ dışa bırakılır.

NADPH + 2O2 ↔ NADP+ + 2O2- + H+

Biyolojik fonksiyon

NADPH oksidaz kompleksi normal koşullar altında hareketsizdir, ancak solunum patlaması sırasında zarlarda birleşmek için aktive edilir. Aktive edilmiş NADPH oksidaz, hayvanların bağışıklık tepkisinde ve bitki sinyallemesinde rol alan süperoksiti üretir.

Süperoksit bakteri ve mantarları yutmuş fagozomlarda veya hücre dışında üretilebilir. Süperoksit, bakteri ve mantarları henüz tam olarak anlaşılmayan mekanizmalarla öldürür.[2] Pek çok patojenin öldürücülüğü, süperoksit dismutaz (SOD) genleri silindiğinde önemli ölçüde azaldığından, süperoksitin bakterileri doğrudan öldürdüğü varsayılmaktadır. Bununla birlikte, süperoksit, hipokloröz asit (ağartıcıdaki reaktif madde) gibi diğer reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşmasına sebep olan hidrojen peroksiti de oluşturabilir. Ayrıca, kritik metabolik enzimleri inaktive edebilir, lipid peroksidasyonunu başlatabilir, demir-sülfür kümelerine zarar verebilir[3] ve redoks-aktif demiri serbest bırakabilir, bu da hidroksil radikali gibi gelişigüzel oksidanların oluşumuna izin verir.

Aktivitesinin düzenlenmesi

NADPH oksidaz aktivitesinin dikkatli bir şekilde düzenlenmesi, vücutta sağlıklı bir ROS seviyesini korumak için çok önemlidir. Enzim, dinlenen hücrelerde uyku halindedir, ancak bakteri ürünleri ve sitokinler dahil olmak üzere çeşitli uyaranlarla hızla aktive olur.[4] Vasküler NADPH oksidazları, vasküler yeniden şekillenme ve hastalıkta önemli oyuncular olduğu bilinen çeşitli hormonlar ve faktörler tarafından düzenlenir. Bunlar trombin, trombositten türetilmiş büyüme faktörü (platelet-derived growth factor-PDGF), tümör nekroz faktörü (TNFa), laktosilseramid, interlökin-1 ve oksitlenmiş LDL'yi içerir.[5] Aynı zamanda agonistler ve araşidonik asit tarafından da uyarılır.

Türleri

Hayvanlarda, NADPH oksidaz iki tipte bulunur: biri beyaz kan hücrelerinde (nötrofilik) ve diğeri vasküler hücrelerde, biyokimyasal yapı ve fonksiyonlarda farklılık gösterir.[6] Nötrofilik NADPH oksidaz, neredeyse anında süperoksit üretirken, vasküler enzim dakikalar ila saatler arasında süperoksit üretir.[7] Dahası, beyaz kan hücrelerinde süperoksidin elektronları zar boyunca hücre dışı oksijene transfer ettiği, vasküler hücrelerde ise radikal anyonun esas olarak hücre içinde salındığı görülmüştür.[8][9]

Yapısı
Süperoksit oluşturan vasküler NAD(P)H (alt birimlere göre renklendirilmiştir).

Membrana bağlı vasküler enzim beş bölümden oluşur: iki sitosolik alt birim (p47phox ve p67phox), gp91phox, p22phox ve küçük bir G proteini Rac'dan oluşan bir sitokrom b558.[6] Vasküler NADPH'de süperoksit üretimi, elektron vericisi olarak indirgenmiş NADPH kullanılarak gp91phox alt birimi yoluyla oksijenin bir elektron ile indirgemesiyle gerçekleşir. Küçük G proteini, GDP'ye bağlı (inaktif) ve GTP'ye bağlı (aktif) formlar arasında geçiş yaparak oksidazın aktivasyonunda önemli bir rol oynar.[10]

Nötrofilik tip

Nötrofillerde bulunan izoform, altı alt birimden oluşur. Bu alt birimler şunlardır:

  • Bir Rho GTPase: genellikle Rac1 veya Rac2 (Rac: Rho-ilişkili C3 botulinum toksin substratı anlamına gelir)
  • Beş fagositik oksidaz alt birimi:
    • gp91phox (NOX2)
    • p22phox (CYBA)
    • p40phox (NCF4)
    • p47phox (NCF1)
    • p67phox (NCF2)

Vasküler tip

NOX2 alt biriminin paraloglarını kullanan kompleksin birkaç vasküler izoformu vardır:

Tiroid tipi

Tiroidde NOX2 alt biriminin iki paralogu daha vardır:

  • DUOX1
  • DUOX2

Kaynakça
  1. Sahoo (2016). "NADPH oxidases: key modulators in aging and age-related cardiovascular diseases?". Clinical Science. 130 (5): 317-335. doi:10.1042/CS20150087. ISSN 0143-5221. PMC 4818578 $2. PMID 26814203.
  2. "How does the oxidative burst of macrophages kill bacteria? Still an open question". Molecular Microbiology. 80 (3): 580-3. Mayıs 2011. doi:10.1111/j.1365-2958.2011.07612.x. PMC 3109634 $2. PMID 21375590.
  3. "Repair of oxidized iron-sulfur clusters in Escherichia coli". The Journal of Biological Chemistry. 279 (43): 44590-9. Ekim 2004. doi:10.1074/jbc.M406487200. PMID 15308657.
  4. "NADPH oxidases: new kids on the block". Cardiovascular Research. 71 (2): 289-99. Temmuz 2006. doi:10.1016/j.cardiores.2006.05.004. PMID 16765921.
  5. "NAD(P)H oxidase: role in cardiovascular biology and disease". Circulation Research. 86 (5): 494-501. Mart 2000. doi:10.1161/01.res.86.5.494. PMID 10720409.
  6. "Mechanisms for suppressing NADPH oxidase in the vascular wall". Memórias do Instituto Oswaldo Cruz. 100 Suppl 1: 97-103. Mart 2005. doi:10.1590/S0074-02762005000900016. PMID 15962105.
  7. "Angiotensin II induces p67phox mRNA expression and NADPH oxidase superoxide generation in rabbit aortic adventitial fibroblasts". Hypertension. 32 (2): 331-7. Ağustos 1998. doi:10.1161/01.hyp.32.2.331. PMID 9719063.
  8. "Angiotensin II stimulates NADH and NADPH oxidase activity in cultured vascular smooth muscle cells". Circulation Research. 74 (6): 1141-8. Haziran 1994. doi:10.1161/01.res.74.6.1141. PMID 8187280.
  9. "Role of NADH/NADPH oxidase-derived H2O2 in angiotensin II-induced vascular hypertrophy". Hypertension. 32 (3): 488-95. Eylül 1998. doi:10.1161/01.hyp.32.3.488. PMID 9740615.
  10. "Regulation of NADPH oxidase activity by Rac GTPase activating protein(s)". Molecular Biology of the Cell. 4 (11): 1217-23. Kasım 1993. doi:10.1091/mbc.4.11.1217. PMC 275755 $2. PMID 8305740.

Dış bağlantılar
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.