İçeriğe atla

NADPH oksidaz

NADPH oksidaz
Tanımlayıcılar
EC numarası1.6.3.1
CAS numarası 77106-92-4
Veritabanları
IntEnz IntEnz view
BRENDA BRENDA entry
ExPASy NiceZyme view
KEGGKEGG entry
MetaCyc metabolic pathway
PRIAM profile
PDB structures RCSB PDB PDBj PDBe PDBsum

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]

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. ^ a b "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

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Yüksek tansiyon</span> atardamarlardaki kan basıncının yükseldiği kronik bir tıbbi durum

Yüksek tansiyon da denilen hipertansiyon, atardamarlardaki kan basıncının sürekli yükseldiği uzun süreli tıbbi bir durumdur. Yüksek tansiyon genellikle semptomlara neden olmaz. Ancak felç, koroner arter hastalığı, kalp yetmezliği, atriyal fibrilasyon, periferik arter hastalığı, görme kaybı, kronik böbrek hastalığı ve demans için önemli risk faktörüdür.

<span class="mw-page-title-main">Fotosentez</span> bitki ve organizmalar tarafından ışık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürülme işlemi

Fotosentez, bitkiler ve diğer canlılar tarafından, ışık enerjisini organizmaların yaşamsal eylemlerine enerji sağlamak için daha sonra serbest bırakılabilecek kimyasal enerjiye dönüştürmek için kullanılan bir işlemdir. Bu kimyasal enerji, karbondioksit ve sudan sentezlenen şekerler gibi karbonhidrat moleküllerinde depolanır.

<span class="mw-page-title-main">Floem</span>

Floem veya soymuk borusu, fotosentez sırasında yapılan ve fotosentez olarak bilinen çözünür organik bileşikleri, özellikle şeker sakarozu (sükroz) bitkinin bölümlerine taşıyan vasküler bitkilerdeki canlı dokudur. Bu taşıma işlemine translokasyon denir. Ağaçlarda floem, kabuğun en iç tabakasıdır, dolayısıyla adı Eski Yunanca Grekçe: φλοιός kelimesinden türetilmiştir. (phloiós), "kabuk" anlamına gelir. Terim 1858'de Carl Nägeli tarafından tanıtıldı.

<span class="mw-page-title-main">Enzim</span> biyomoleküller

Enzimler, kataliz yapan biyomoleküllerdir. Neredeyse tüm enzimler protein yapılıdır. Enzim tepkimelerinde, bu sürece giren moleküllere substrat denir ve enzim bunları farklı moleküllere, ürünlere dönüştürür. Bir canlı hücredeki tepkimelerin neredeyse tamamı yeterince hızlı olabilmek için enzimlere gerek duyar. Enzimler substratları için son derece seçici oldukları için ve pek çok olası tepkimeden sadece birkaçını hızlandırdıklarından dolayı, bir hücredeki enzimlerin kümesi o hücrede hangi metabolik yolakların bulunduğunu belirler.

<span class="mw-page-title-main">Kalp krizi</span> Kalbin bir kısmına kan akışının kesilmesi

Kalp krizi, kalp enfarktüsü ya da akut miyokard enfarktüsü, kan akımının azalması veya durması sonucunda koroner arterlerden birinde meydana gelen enfarktüs ile karakterize edilir. Tipik belirtiler arasında, sıklıkla sol omuz, kol veya çeneye yayılan, göğüs kemiğinin arkasında (retrosternal) göğüs ağrısı veya rahatsızlığı bulunur. Bu ağrı, bazen mide yanması gibi algılanabilir.

<span class="mw-page-title-main">Düz kas</span>

Düz kas, istem dışı olarak çalışan ve çizgili olmayan kas türüdür. Kasılmaları otonom sinir sisteminin nörotransmitter aracılığıyla uyarması, hormon veya ilaç etkisi doğrultusunda olabilir veya interstisyel Cajal hücrelerinde olduğu gibi kendiliğinden de gerçekleşebilir.

<span class="mw-page-title-main">Oksijenli solunum</span> Hücresel solunum

Oksijenli solunum, organik besinlerden oksijen yoluyla ATP elde etme işidir. Hücrelerdeki bazı kimyasal tepkimelerde kullanılan enerjinin oksijen kullanılarak açığa çıkarılması demektir. Biyoloji ders kitapları sık sık hücresel solunum sırasında glikoz molekülü başına 38 ATP molekülü üretildiğini söylese de sızıntılı zarların yanı sıra mitokondriyal matrikse pirüvat ve ADP hareketinin maliyetinden dolayı %100 verim olamayacağından bu sayıya asla ulaşılmaz, mevcut tahminler glikoz başına 29 ilâ 30 ATP dolayındadır.

<span class="mw-page-title-main">Peroksizom</span> Bir organel türü

Peroksizom, hemen hemen tüm ökaryotik hücrelerde bulunan bir organeldir. Çok uzun zincirli yağ asitlerinin, dallı zincirli yağ asitlerinin, D amino asitlerinin, poliaminlerin katabolizmasında ve memelilerin beyin ve akciğerlerinin normal fonksiyonu için önem taşıyan bir eterfosfolipid olan plazmalojenlerin biyosentezi için gereklidir. Ayrıca enerji metabolizması için önemli olan pentoz fosfat yolundaki iki enzimin toplam aktivitesinin yaklaşık olarak %10'unu içerir. Peroksizomların, hayvanlardaki izoprenoid veya kolesterol senteziyle ilişkili olup olmadığı tartışılmaktadır. Filizlenen tohumlardaki glioksilat döngüsü ("glioksizom"), yapraklardaki fotosolunum, tripanazomatidlerdeki glikoliz ("glikozom") ve bazı mayalardaki metanol veya amin oksidasyonu ile asimilasyonu bilinen diğer peroksizomal işlevlerdir.

Monoamin oksidaz veya MAO, monoaminlerin oksidasyonunu katalizleyen enzimlerdir. Bu enzim Mary Bernheim tarafından ilk olarak karaciğer hücrelerinde tespit edilmiş ve "tyramine oxidase" olarak isimlendirilmiştir. Dopamin, norepinefrin ve serotonin gibi amin nörotransmitterlerini parçalar. Bu protein mitokondri dış zarında bulunur. Monoamin oxidaz A ya da MAOA geni tarafından sentezlenir. Monoamin oksidaz eksikliği Brunner sendromuna sebep olur.

Trombotik trombositopenik purpura, kanın pıhtılaşmasına ilişkin nadir görülen bir hastalıktır. Vücut genelinde küçük damarlarda mikroskobik ve yoğun kan pıhtılaşmasıyla kendisini gösterir.

<span class="mw-page-title-main">Peroksit</span>

Peroksitler, R−O−O−R yapısına sahip bir grup bileşiktir. Bir peroksit içindeki O−O fonksiyonel grubu, peroksit grubu veya perokso grubu olarak adlandırılır. Oksit iyonlarının aksine, peroksit iyonundaki oksijen atomları -1 yükseltgenme seviyesine sahiptir.

<span class="mw-page-title-main">Anjiyotensin dönüştürücü enzim 2</span> Homo sapiens türünde protein kodlayıcı gen

Anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 veya kısaca ACE2; akciğerler, arterler, kalp, böbrekler ve bağırsaklardaki hücrelerin dış yüzeyine bağlı bir enzimdir. ACE2, damar daraltıcı olan anjiyotensin II hormonunun anjiyotensin (1-7)'ye hidrolizini hızlandırarak kan basıncının düşmesini sağlar. Ayrıca ACE2, bazı koronavirüsler için hücrelere giriş noktası görevini üstlenir. Enzimin insan versiyonuna hACE2 denir.

NADPH oksidaz 1, insanlarda NOX1 geni tarafından kodlanan bir enzimdir.

NADPH oksidaz 2 veya sitokrom b(558) alt-birimi beta veya Sitokrom B-245 ağır zincir, insanlarda NOX2 geni tarafından kodlanan bir proteindir. Bu protein, reaktif oksijen türlerini (ROS) oluşturan süper oksiti üreten bir enzimdir.

NADPH oksidaz 3, insanlarda NOX3 geni tarafından kodlanan bir enzimdir.

NADPH oxidaz 4, insanlarda NOX4 ile kodlanan ve NADPH oksidazların NOX ailesine üye enzim.

NOX5, insanlarda NOX5 geni ile kodlanan protein.

Vasküler demans (VaD), serebrovasküler bir hastalıktan kaynaklanan, beyne giden kan akışındaki sorunlardan kaynaklanan demanstır. Kısıtlı kan akışı (iskemi), etkilenen bölgede enfarktüs olarak bilinen hücre ve doku ölümüne yol açar. Vasküler demansın üç türü; subkortikal vasküler demans, çoklu enfarktüslü demans ve felçle ilişkili demanstır. Subkortikal vasküler demans, beyindeki küçük kan damarlarının hasar görmesi sonucu ortaya çıkar. Çoklu enfarktüslü demans, birçok bölgenin etkilendiği bir dizi mini inmeyle ortaya çıkar. Üçüncü tip, daha ciddi hasara yol açabilecek felçle ilgilidir. Bu tür hasarlar değişen düzeylerde bilişsel gerilemeye yol açar. Mini felçlerden kaynaklandığında bilişteki düşüş kademeli olarak gerçekleşir.

İlaç metabolizması, ilaçların canlı organizmalar tarafından, genellikle özel enzimatik sistemler aracılığıyla metabolik olarak parçalanmasıdır. Daha genel olarak, ksenobiyotik metabolizması, herhangi bir ilaç veya zehir gibi bir organizmanın normal biyokimyasına yabancı bileşikler olan ksenobiyotiklerin kimyasal yapısını değiştiren metabolik yollar kümesidir. Bu yollar, tüm büyük organizma gruplarında bulunan bir biyotransformasyon şeklidir ve antik kökenli olduğu düşünülmektedir. Bu reaksiyonlar genellikle zehirli bileşiklerin detoksifikasyonunu sağlar. İlaç metabolizmasının incelenmesine farmakokinetik denir.

<span class="mw-page-title-main">Kalsifikasyon</span>

Kalsifikasyon, vücut dokusu’nda kalsiyum tuzlarının birikmesidir. Normalde kemik oluşumunda meydana gelir ancak kalsiyum yumuşak doku’da anormal şekilde birikerek dokunun sertleşmesine neden olabilir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.