АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

А.Alcohol/РЕtinol Dehydrogenases і коротко-ланцюговий Dehydrogenases/РЕductases

Біосинтез ретиноїдів

Тоді як обширна і витончена робота була виконана на сімействі рецепторів ретиноїдів, існує відносно великий пропуск в знанні того, як РОН засвоюється, щоб сформувати активні ліганди.

Так було показано, що РОН продукує зміни в шкірі, in vivo, подібні до таких, які продукує РК, при невеликих концентраціях РК. Загалом РОН вважається попередником РК, маючи на увазі, що РОН-індуковані відповіді в людському кератиноциті тісно пов’язані із регуляцією перетворення його до РК (Kang і інші., 1995). Ці відповіді включають в себе збільшене епідермальне потовщення через швидке збільшення кількості кератиноцитів, розширення міжклітинного простору, звуження кордонів між епідермальними клітинами, і індукцію КРЗБ, КРЗБ-ІІ, і активацію РК 4-гідроксилази. Вище наведені дані є доказом того, що РОН а також РЕ повиннні бути перетворені у РК, щоб експонувати біологічну активність в людському кератиноциті in vitro (Kurlandsky і інші., 1994; Chen і інші., 1995a). Через важке ферментне регулювання перетворення РОН і РАЛ до РК, повністю-транс -РК виявлений в мінімальній кількості в необробленій і РОН-обробленій людській шкірі (Kang і інші., 1995). Очевидно, необхідно щоб дуже невеликий рівень РК функціонував як ліганд, щоб зв’язувати і активувати ядерні РКР і RXR, і щоб РК, який утворюється із РОН, швидко гідролізувався РК-4-гідролазою до 4-ОН- РК та 4-оксо-РК метаболітів, які експонують рецепторний білок, із значно нижчою спорідненістю.

Численні ферменти, залучені в метаболізм ретиноїдів, були ідентифіковані. Ці ферменти - члени чотирьох окремих сімей: Alcohol/РОН dehydrogenase (АДГ/РОНDH), коротко-ланцюговий dehydrogenase/РЕductase (КДР), aldehyde/РАЛ dehydrogenase (AЛДГ/РАЛDH), і декілька cytochrome P450-isoenzymes.

А.Alcohol/РЕtinol Dehydrogenases і коротко-ланцюговий Dehydrogenases/РЕductases

Перетворення РОН до РК – двостадійний процес: Спершу, члени алкоголь дегідрогеназної родини (АДГ І, II, і IV) (Boleda і інші., 1993; Yang і інші., 1994; Kedishvili і інші., 1995) і коротко-ланцюгової (КДР) dehydrogenase/РЕductase ферментної родини каталізують оборотне окислення РОН і РАЛ – являється етапом, що ліміеує швидкість синтезу РК. (Kim і інші., 1992; Blaner і Olson, 1994; Chen і інші., 1995c) (мал. 3, таблиця 1). Ці АДГ-ізоформ метаболіти повністю-транс-, 9-цис-, і 13- цис-ретиноїд ізомери із редукованим nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) як коензимом, тоді як КДРs використовує повністю-транс-РОН і повністю-транс-РАЛ, або вільні, або зв'язані із КРЗБ-І із редукованим NADР коензимом, але не в змозі окислити 9-цис-РОН або 13-цис-РОН (Boerman і Napoli, 1995). Подібні ферменти АДГ, що перетворюють РОН в РАЛ, були ідентифіковані в кератиноцитах, що диференціюють (Siegenthaler і інші., 1990a), а також в інших клітинах in vitro, так само і в клітинах епідерми, уражених псоріазомі у дуже незначній кількості в нормальних людській шкірі.

Недавніми дослідженнями виявлено, що АДГ ссавців – це частина родини ферментів, яка складається з семи еволюційно збережених класів, кожен з яких володіє своїми унікальними властивостями. У шкірі миші, фермент, що каталізує окислення РОН, був ідентифікований як ізофермент АДГ класу IV (Connor і інші., 1987; Zgombic-лицар і інші., 1995). Наскільки активними є інші класи АДГ в метаболізмі ретиноїдів в шкірі миші та людини залашається невідомим.

В трьох формах мікросомальної РОН дегідрогенази (РОНДГ, типу І, II, і III) печінки щура виявили послідовності гомологічні до членів родини КДР (мал. 3, таблиця 1). Родини ферментів АДГ і КДР– еволюційно пов’язані, розділяючи один і той самий коензим, але відрізняються тим, що АДГ має більшу молекулярну масуі є цинкзалежним, тоді як КДР має меншу молекулярну масу і ніякої металевої залежності (Persson і інші., 1995). Враховуючи той факт, що в якості кофактора в оборотній реакції утворення ретиналя, що каталізуються цитозольною АДГ, виступає NAD(Н), а мікросомальної КДР – NADР(Н), а також співвідношення концентрацій окисленої і відновленої форм цих нікотинамід них ферментів (NAD/ NADН = 1000; NADР/ NADРН = 0,01), можна предположить, що in vivo якраз АДГ направляє пряму реакцію утворення ретиналя, тоді як КДР каталізує оборотну реакцію, тобто відновлення ретиналя до ретинолу[].

На другому етапі, члени альдегід/РАЛ дегідрогеназної (AЛДГ/РАЛДГ) родини та ізоферменти родини цитохром P450 (CYP) каталізують необоротне окислення РАЛ в РК (Duester, 1996) (мал. 3, таблиця 2). Це пояснює, чому при введенні РК тваринам із недостатністю вітаміну А не викликає збільшення РОН і РАЛ, продукція яких є необхідною формою зберігання ретиноїдів в організмі, і не індукується утвоорення зорового пігменту сітківки ока 11-цис-ретиналя(Dowling і Wald, 1960, 1982). РАЛ, що знаходиться в епідермальних клітинах миші перетворюється до повністю-транс -РК, і стає біологічно активним in vivo (Didierjean і інші., 1996). З-поміж трьох охарактеризованих класів, клас I AЛДГ показав найвищу активність для окислення повністю- транс -РАЛ і 9-цис-РАЛ до відповідних ізомерів РК (Захист і інші., 1991; Roberts і інші., 1992; LabРЕcque і інші., 1995). Проте залишається невідомим чи цей етап також є характерним для людського організму.

Оскільки деякі члени суперсімейства CYP залучаються до синтезу РК, то вони, мабудь, відіграють більшу роль в катаболізмі активних лігандів ретиноїдів. (мал. 3, таблиця 2). Декілька CYP-ізоензимів, виділених із печінки кролика, каталізують окислення РАЛ до РК (Roberts і інші., 1993; Tomita і інші., 1993; РКner і інші., 1995). Найголовнішими CYP-ізоензимами в людській шкірі, очевидно, є - CYP1A1 і CYP1A2, які здатні окислювати як повністю-транс-, так і 9-цис-РАЛ до відповідних ізомерів РК (Roberts і інші., 1992; РКner і інші., 1995). До того ж, експресія CYP1A2 і 1A1 може інгібуватися РК в людській епідермі (Літій і інші., 1995).

Синтез РК не вимагає РОН як субстрату (Napoli і Мчаться, 1988). Оскільки для дроблення β-каротину як посередник залучається РАЛ, тому він може функціонувати як альтернативний попередни РК в епідермальних клітинах і деяких інших тканинах (мал. 4) (Vahlquist, 1982; Vahlquist і інші., 1982; Lakshman і інші., 1989; Krinsky і інші., 1993).

Хоча 9-цис-РАЛ відомий як ліганд для RXRs і РКRs, шлях його синтезу не є до кінця відомим. Існують лише докази, що це є результатом не ферментативної ізомеризації повністю -транс -РК (Ель Akawi і Napoli, 1994). Інші природні похідні 9-цис-ретиноїду, як наприклад, 9-цис-РОН або 9-цис-β-каротин, які були ідентифіковані в декількох тканинах, також можуть функціонувати як попередники 9-цис-РК (мал. 5) (Stahl і інші., 1993). У щурячій печінці, спостерігалась висока активність 9-цис-РОН дегідрогенази (Napoli, 1996), і головне, що РАЛ дегідрогеназа однаково ефективно перетворює повністю-транс-РАЛ і 9-цис-РАЛ до їх відповідних кислот, тоді як 13-цис-РАЛ знову ігнорується (GiguèРЕ, 1994). Ця 9-цис-РАЛ дегідрогеназа може перетворити 9-цис-РАЛ, який походить від дієтичного 9-цис-РОН або від 9-цис-β-каротину, в 9-цис-РК. Оскільки механізм ізомеризації повністю-транс- до 11-цис зіставити з ізомеризації повністю-транс- до 9- цис, 9-цис-РК також може походити від покоління 9-цис-РОН з РЕ, як спостерігається для 11-цис-РОН (Cañada і інші., 1990). У людській плазмі, перетворення 9-цис-РК в 9,13- цис-РК іде швидко але оборотно (Horst і інші., 1995). Недавно, ми показали, що це похідне РК присутнє в людини в епідермальному кератонициті і фібробласті, in vitro (неопубліковані дані). Проте, функцію 9,13-цис-РК доведеться ще визначити. Це взаємоперетворення, можливо, представляє механізм 9-цис-РК очищення, або так само для 13-цис-/повністю-транс-РК взаємоперетворення, для розповсюдження менш отруйної похідної сполуки 9-цис-РК як бази для пізнішого використання (Napoli, 1996).

Мало відомий про ізомеризацію ретиноїдів, хоча ця реакція, очевидно, має велике значення для підтримання відповідних внутріклітинних рівнів активного РК. Сis-ізомери повністю-транс-РОН, повністю-транс-РАЛ, і повністю-транс-РК, можливо, продукуються не за рахунок ферментних ізомеризацій (Ель Akawi і Napoli, 1994; Kojima і інші., 1994; Urbach і РКndo, 1994), цитохром P450-isoenzymes, що змінює β-iонове кільце, або іншими ще невідомими ферментними перетвореннями. Ізомеризація аll-tРКns- до 9- цис-РК, генерує головний ліганд для RXRs, проте це зустрічається не тільки серед ізомерів РК, але і від повністю-транс-РАЛ до 9-цис-РАЛ, керований специфічною АДГ (LabРЕcque і інші., 1995). Надзвичайно, але рівень 9-цис-РК в людській шкірі набагато нижчий, ніж повністю-транс-РК, і 9-цис-РК, що знаходиться в людській шкірі, швидко ізомеризується до повністю-транс-РК (Duell і інші., 1996a), пропонуючи існування ізомерази, що переважно проводукує повністю-транс-РК. Альтернативно, 9-цис-РК формується від 9-цис-β-carotene Фізіологічне значення цієї реакції невідоме.

Ми спостерігали, що 13-цис-РК безпосередньо зомеризується до повністю-транс-РК дуже швидко в без клітинному середовищі (рівне співвідношення було досягнуте за менш ніж 24 h), і співвідношенні 1:2.1 після 54 h був виміряний. У людському кератиноциті in vitro ця ізомеризація сповільнена (рівне співвідношення було досягнуте в межах 36 h), і співвідношення після 54 h все ще було менший, ніж 1:1.7. Використовуючи повністю-транс-РК як субстрат для цих стадій ізомеризації, тільки невелика кількість 13-цис-РК перетворюється із повністю-транс-РК, що вказуює на те, що повністю-транс-РК - найстійкіший ізомер. 9-цис-РК швидко перетворюється до 13-цис- і повністю-транс-РК в людськомукератиноциті in vitro. Ці спостереження наводять на думку про існування ферменту, що регулює взаємоперетворення цих трьох ізоформ РК в людських кератиноцитах(Jugert і інші., неопубліковані результати).

На додаток до декількох похідних сполук РК, людська епідерма також продукує 14-OH-4,14-РЕtro-РОН (Duell і інші., 1996b), який вперше був показаний, як біологічно активний в B-лімфоцитах, де він заміщає РОН для підтримання росту клітин в культурі (Брикніть і інші., 1991). Роль цього ретиноїду в людській шкірі залишається невиясненою. Так само, функціональне значення інших похідних вітаміну А, 3,4-didehydro-РОН (вітамін A₂) (Vahlquist, 1980), 9,13-цис -РК (Horst і інші., 1995) і 3,4- didehydro -РК, які синтезуються в людському кератиноциті, невідомі (Рандольф і Саймон, 1993). Пошукове місцеве лікування з РК зменшує концентрацію 3,4-didehydro-РЕtinoids в шкірі свідчить, що цей метаболіт, можливо, функціонує як форма зберігання ретиноїдів (Рандольф, 1996). Thaller і Eichele (1990) роздумував, що 3,4-DIDEHYDRO-РК, можливо, функціонує як ендогенний morphogen, який такий же важливий як ПОВНІСТЮ-ТРАНС-РК.

Окрім цього комплексу і ще не цілком охарактеризована система ферменту, декількох ретонолзв’язуючих білків, що взаємодіють як з субстратами, так і ферментами, - також є досить важливими регуляторами внутріклітинного метаболізму кретиноїдів.

Дата добавления: 2015-11-25 | Просмотры: 355 | Нарушение авторских прав