Lanosterol-14α-demetyláza

	; Štruktúra lanosterol-14α-demetylázy
Identifikátory
Číslo EC	EC 1.14.14.154
Číslo CAS	chýba číslo CAS
Databázy
IntEnz	hľadať v IntEnz
BRENDA	hľadať v BRENDA
ExPASy	hľadať v ExPASy
KEGG	hľadať v KEGG
MetaCyc	hľadať v MetaCyc
PDB štruktúry	RSCB PDB PDBe PDBsum
	Chemický portál; Biologický portál

Lanosterol-14α-demetyláza (CYP51A1, EC 1.14.14.154) je enzým, ktorý katalyzuje demetylačnú reakciu (odstránenie metylovej skupiny) z lanosterolu za vzniku cholestatriénu:

lanosterol + 3 O₂ + 3 NADPH → cholestatrién + HCOOH + 3 NADP⁺ + H⁺ + 4 H₂O

Enzým sa niekedy nazýva i lanosterol-14α-metyldemetyláza-cytochróm P450, lanosterol-14α-metyldemetyláza alebo 14α-metyldemetyláza.

Katalyzovaná reakcia

Lanosterol-14α-demetyláza katalyzuje tri následné monooxygenačné reakcie:

premena lanosterolu na 3β-hydroxylanost-8-én-32-ol
premena 3β-hydroxylanost-8-én-32-olu na 3β-hydroxylanost-8-en-32-ál
premena 3β-hydroxylanost-8-en-32-álu na 14α-formyloxy-lanost-8-en-3β-ol a jeho premenu n cholestatrién

Pre poslednú oxidáciu bol navrhnutý mechanizmus zahŕňajúci postupne atak karbonylovej skupiny peroxoskupinou, Bayerova-Villigerova reakcia (prešmyk) a deformylácia. Alternatívnym mechanizmom by bol atak peroxoskupinou, homolytické štiepenie väzby, deformylácia a nakoniec disproporcionácia.

Lanosterol-14α-demetyláza je oxidoreduktáza, ktorá na premenu lanosterolu na cholestatrién vyžaduje tri molekuly NADPH a tri molekuly kyslíka, pričom iba jeden atóm kyslíka molekuly O₂ skončí v cieľovej molekule. Druhý atóm kyslíka vytvorí molekulu vody H₂O, čiže slúži ako akceptor elektrónov. Keďže redukcia dvoch atómov kyslíka v molekule O₂ vyžaduje štyri elektróny, ďalšie dva elektróny na redukciu druhého atómu kyslíka poskytne substrát (zároveň sa tento redukovaný atóm kyslíka naviaže na molekulu substrátu). Z opísaného mechanizmu je jasné, že lanosterol-14α-demetyláza je monooxygenáza.

Substrátová špecifita

Substrátová špecifita enzýmu lanosterol-14α-demetylázy vyžaduje štruktúrne prvky, ktoré musí substrát obsahovať, aby mohlo dôjsť k jeho 14α-demetylácii:

C3-hydroxylovú skupinu,
Δ⁸ dvojitú väzbu (dvojitú väzbu medzi C8 a C9),
14α-metylovú skupinu.

Okrem lanosterolu je teda tento enzým schopný pôsobiť i na iné 14α-metylsteroidy.

Význam

14α-metylová skupina je prvá metylová skupina lanosterolu, ktorá sa odstráni pri jeho premene na cholesterol. Jej odstránenie je nutné, aby získané steroly mohli plniť svoju membránovú a regulačnú úlohu.

Inhibítory

Lanosterol-14α-demetyláza je inhibovaná lipofilnými imidazolmi, ako je mikonazol alebo ketokonazol, ktoré sa koordinujú pomocou dusíka imidazolového heterocyklu na hémové železo cytochrómu P450 lanosterol-14α-demetylázy, čím blokujú prístup molekuly kyslíka k centrálnemu atómu železa. V dôsledku tejto inhibície sa začne hromadiť dihydrolanosterol, čo je produkt redukcie dvojitej väzby na bočnom reťazci lanosterolu, čo je reakcia katalyzovaná sterol-Δ²⁴-reduktázou.

Referencie

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g RISLEY, John M.. Cholesterol Biosynthesis: Lanosterol to Cholesterol. Journal of Chemical Education, 2002-03, roč. 79, čís. 3, s. 377. Dostupné online . ISSN 0021-9584. DOI: 10.1021/ed079p377. (po anglicky)
↑ ENZYME - 1.14.14.154 sterol 14alpha-demethylase . enzyme.expasy.org, . Dostupné online.

Zdroj:
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.

[:0-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g RISLEY, John M.. Cholesterol Biosynthesis: Lanosterol to Cholesterol. Journal of Chemical Education, 2002-03, roč. 79, čís. 3, s. 377. Dostupné online . ISSN 0021-9584. DOI: 10.1021/ed079p377. (po anglicky)

[2] ENZYME - 1.14.14.154 sterol 14alpha-demethylase . enzyme.expasy.org, . Dostupné online.