OGDH
Alfa-ketoglutarat dehidrogenase also known as komponen E1 2-oksoglutarat dehidrogenase E1, mitokondrion ialah sebuah enzim yang dikodkan dalam manusia oleh gen OGDH.[4][5][6]
Struktur
suntingGen
suntingGen OGDH terletak di kromosom 7, dengan lokasi khusus ialah 7p14-p13. Ada 26 ekson yang terletak di dalam gen.[6]
Protein
suntingGen ini mengekod subunit yang memangkinkan penyahkarboksilan oksidatif alfa-ketoglutarat kepada suksinil-KoA di tapak aktifnya dalam langkah keempat kitaran asid sitrik dengan bertindak sebagai asas untuk memudahkan penyahkarboksilan. Sisa utama yang bertanggungjawab untuk pemangkinan dianggap sebagai His260, Phe227, Gln685, His729, Ser302 dan His298.[7]
Fungsi
suntingGen ini mengekod satu subunit kompleks 2-oksoglutarat dehidrogenase. Kompleks ini memangkinkan penukaran keseluruhan 2-oksoglutarat (alfa-ketoglutarat) kepada suksinil-KoA dan CO2 semasa kitaran asid sitrik. Protein ini terletak dalam matriks mitokondrion, dan menggunakan tiamina pirofosfat sebagai kofaktor.[6] Kompleks keseluruhan melanjutkan pemangkinan dengan mengekalkan substrat yang diperlukan agar tindak balas berlaku rapat dalam enzim, sekali gus mewujudkan situasi di mana ia berkemungkinan besar substrat akan berada dalam bentuk dan orientasi yang menggalakkan. Enzim ini juga merupakan sebahagian daripada kompleks multienzim yang lebih besar yang menyalurkan perantaraan dalam pemangkinan antara subunit kompleks, dengan itu meminimumkan tindak balas sampingan yang tidak diingini. Bukan sahaja subunit mengangkut produk ke sana sini, tetapi setiap subunit dalam homodimer E1o disambungkan melalui rongga yang dipenuhi dengan sisa berasid, sekali gus meningkatkan keupayaan dimer untuk bertindak sebagai bes. Orientasi rongga membolehkan pemindahan langsung molekul perantara ke subunit E2o.[8]
Mekanisme
suntingProtein yang dikodkan oleh OGDH dianggap mempunyai tapak aktif tunggal. Enzim juga memerlukan dua kofaktor untuk berfungsi dengan baik, iaitu tiamina difosfat dan ion magnesium divalen. Mekanisme khusus subunit pada masa ini tidak diketahui; namun, terdapat beberapa teori tentang bagaimana ia berfungsi, antaranya ialah teori pingpong heksa-uni.[9] Sunggupun dengan mekanismenya belum diketahui sepenuhnya, data kinetiknya telah dikira seperti yang berikut: Km ialah 0.14 ± 0.04 mM, dan Vmax ialah 9 ± 3 μmol/(min*mg).[10]
Kawal atur
suntingSubunit ini, dikenali sebagai E1o, memangkinkan langkah pengehad kadar dalam kitaran asid sitrik, dan terletak jauh dari keseimbangan; jumlah perubahan dalam tenaga bebas Gibbs ialah ΔG = −33 kJ/mol. Perubahan tenaga yang ketara menjadikannya titik kawal atur yang penting bukan sahaja dalam kitaran asid sitrik, tetapi keseluruhan laluan respirasi sel. E1o dihalang oleh NADH dan suksinil-KoA melalui perencatan maklum balas tidak kompetitif.[7]
Kepentingan klinikal
suntingKekurangan kongenital dalam aktiviti 2-oksoglutarat dehidrogenase dipercayai membawa kepada hipotonia, asidosis metabolik dan hiperlaktatemia. Ia dicirikan oleh pembentukan bahan kimia yang dipanggil asid laktik dalam badan dan pelbagai masalah neurologi. Tanda dan simptom keadaan ini biasanya pertama kali muncul sejurus selepas kelahiran, dan ketampakannya adalah berbeza-beza secara meluas di kalangan individu yang terjejas. Ciri yang paling biasa ialah pengumpulan asid laktik (asidosis laktik) yang berpotensi mengancam nyawa, yang boleh menyebabkan loya, muntah, masalah pernafasan yang teruk dan degupan jantung yang tidak normal. Orang yang mengalami kekurangan piruvat dehidrogenase biasanya mempunyai masalah neurologi juga. Kebanyakannya telah melambatkan perkembangan kebolehan mental dan kemahiran motor seperti duduk dan berjalan. Masalah neurologi lain boleh termasuk kecacatan intelek, sawan, nada otot yang lemah (hipotonia), koordinasi lemah dan kesukaran berjalan. Sesetengah individu yang terjejas mempunyai struktur otak yang tidak normal, seperti kurang perkembangan tisu yang menghubungkan bahagian kiri dan kanan otak (korpus kalosum), penyingkiran (atrofi) bahagian luar otak yang dikenali sebagai korteks serebrum atau tompokan tisu yang rosak (lesi) pada beberapa bahagian otak. Disebabkan kesan kesihatan yang teruk, ramai individu yang mengalami kekurangan piruvat dehidrogenase tidak dapat bertahan selepas zaman kanak-kanak, walaupun sesetengahnya mungkin hidup sehingga remaja atau dewasa.[6]
Rujukan
sunting- ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000105953 - Ensembl, May 2017
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ Koike K, Urata Y, Goto S (Mar 1992). "Cloning and nucleotide sequence of the cDNA encoding human 2-oxoglutarate dehydrogenase (lipoamide)". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 89 (5): 1963–7. Bibcode:1992PNAS...89.1963K. doi:10.1073/pnas.89.5.1963. PMC 48574. PMID 1542694.
- ^ Szabo P, Cai X, Ali G, Blass JP (Mar 1994). "Localization of the gene (OGDH) coding for the E1k component of the alpha-ketoglutarate dehydrogenase complex to chromosome 7p13-p11.2". Genomics. 20 (2): 324–6. doi:10.1006/geno.1994.1178. PMID 8020988.
- ^ a b c d "Entrez Gene: oxoglutarate (alpha-ketoglutarate) dehydrogenase (lipoamide)".
- ^ a b Frank RA, Price AJ, Northrop FD, Perham RN, Luisi BF (May 2007). "Crystal structure of the E1 component of the Escherichia coli 2-oxoglutarate dehydrogenase multienzyme complex". Journal of Molecular Biology. 368 (3): 639–51. doi:10.1016/j.jmb.2007.01.080. PMC 7611002. PMID 17367808.
- ^ Voet DJ, Voet JG, Pratt CW (2010). "Chapter 18, Mitochondrial ATP synthesis". Principles of Biochemistry (ed. 4th). Wiley. m/s. 669. ISBN 978-0-470-23396-2.
- ^ McMinn CL, Ottaway JH (Mar 1977). "Studies on the mechanism and kinetics of the 2-oxoglutarate dehydrogenase system from pig heart". The Biochemical Journal. 161 (3): 569–81. doi:10.1042/bj1610569. PMC 1164543. PMID 192200.
- ^ Leung PS, Rossaro L, Davis PA, Park O, Tanaka A, Kikuchi K, Miyakawa H, Norman GL, Lee W, Gershwin ME (Nov 2007). "Antimitochondrial antibodies in acute liver failure: implications for primary biliary cirrhosis". Hepatology. 46 (5): 1436–42. doi:10.1002/hep.21828. PMC 3731127. PMID 17657817.