Алкохолдехидрогеназа

Алкохол дехидрогеназа
Кристалографска структура на човешки хомодимер на алкохолдехидрогеназа 5 (ADH5)
Характеристики
Субстрат(и)	етанол
Продукт(и)	ацеталдехид
Кофактор(и)	НАД
Идентификатори
EC номер	1.1.1.1
CAS номер	9031-72-5
Бази данни
IntEnz	IntEnz
BRENDA	BRENDA
ExPASy	ExPASy
KEGG	KEGG
MetaCyc	MetaCyc
PRIAM	PRIAM
PDB	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
Генна онтология	AmiGO / EGO
Статии PMC статии PubMed статии

Алкохолдехидрогеназите са група дехидрогеназни ензими, срещащи се в редица организми, които превръщат алкохоли в алдехиди или в оксосъединения. При хората и много други животни катализират първите стъпки на окисление на иначе токсичните за организма алкохоли. При дрожди и бактерии участват в обратната реакция като част от възстановяването на редуциращи еквиваленти в процеса на ферментацията.

Реакцията, която се катализира, е окисление на етанол до ацеталдехид, при използването на НАД за акцептор:

CH₃CH₂OH + НАД⁺ ⇄ CH₃CHO + НАД.H + H⁺

Като правило в ензимната кинетика, същият ензим катализира и обратната реакция, до достигане на термодинамично равновесие, поради което началните условия на реакция ще определят и нейната посока.

Номенклатура

Систематичното наименование на ензима, съобразено с препоръките от Класификация и номенклатура на ензимите (КНЕ), е алкохол:НАД⁺ оксидоредуктаза. Четирицифреният код, съпоставен на ензима по същата номенклатура, е EC 1.1.1.1. Съществуват множество синоними, сред които са: алдехидредуктаза, АДХ, алкохолдехидрогеназа (НАД), етанолдехидрогеназа, НАД⁺-зависима алкохолдехидрогеназа, НАД-алкохол дехидрогеназа, НАДН-алдехид дехидрогеназа, дрождева алкохолдехидрогеназа и др.

Организмови особености

При отделните групи организми, ензимът носи различна характеристика, както по отношение на структурата, така и по отношение на някои свойства.

Човек

При хората ензимът е локализиран в стомаха и в черния дроб. Това позволява консумацията на алкохолни напитки, но естествената функция на ензима е детоксикацията на алкохоли, нормално съдържащи се в храната или продуцирани от бактериите на храносмилателния тракт.

Алкохолдехидрогеназата е отговорна и за окислението и на други алкохоли освен етанол. Така например субстрат може да бъде метанол (окисляващ се до формалдехид), етилен-гликол (окисляващ се до гликолат), както и редица други първични алкохоли.

Ензимът алкохолдехидрогеназа при хората е димер (съставен от две полипептидни вериги). В човешкия геном, съществуват поне седем различни гена, кодиращи алкохолдехидрогеназа. Всеки един от тях кодира различен полипептид. Комбинирането на различни полипептиди в рамките на един димер е причина за съществуването на множествени форми на ензима. Съществуват пет отделни класа алкохолдехидрогеназа (I до V). Чернодробната форма на ензима се означава като клас I, и може да е комбинация от три различни полипептида – алфа, бета и гама, кодирани съответно от гените ADH1A, ADH1B и ADH1C.

Алкохолдехидрогеназа 1A, алфа полипетид Индентификатори Symbols ADH1A; ADH1 External IDs OMIM: 103700 EC number 1.1.1.1 Гена онтология Ортолози Човек Мишка Entrez 124 n/a Uniprot P07327 n/a Refseq NM_000667 (mRNA) n/a (protein) n/a (mRNA) n/a (protein) Pubmed search [1] n/a

Алкохолдехидрогеназа 1B, бета полипетид Индентификатори Symbols ADH1B; ADH2 External IDs OMIM: 103720 EC number 1.1.1.1 Гена онтология Ортолози Човек Мишка Entrez 124 n/a Uniprot P00325 n/a Refseq NM_000668 (mRNA) n/a (protein) n/a (mRNA) n/a (protein) Pubmed search [2] n/a

Алкохолдехидрогеназа 1C, гама полипетид Индентификатори Symbols ADH1C; ADH3 External IDs OMIM: 103730 EC number 1.1.1.1 Гена онтология Ортолози Човек Мишка Entrez 126 n/a Uniprot P00326 n/a Refseq NM_000669 (mRNA) n/a (protein) n/a (mRNA) n/a (protein) Pubmed search [3] n/a

Останалите класове – II, III, IV и V се кодират от други гени, респективно ADH4, ADH5, ADH7 и ADH6.

Алкохолдехидрогеназа 4 (клас II), пи полипетид Индентификатори Symbol ADH4 External IDs OMIM: 103740 EC number 1.1.1.1 Гена онтология Ортолози Човек Мишка Entrez 127 n/a Uniprot P08319 n/a Refseq NM_000670 (mRNA) n/a (protein) n/a (mRNA) n/a (protein) Pubmed search [4] n/a	Алкохолдехидрогеназа 5 (клас III), чи полипетид Индентификатори Symbol ADH5 External IDs OMIM: 103710 EC number 1.1.1.1 Гена онтология Ортолози Човек Мишка Entrez 128 n/a Uniprot P11766 n/a Refseq NM_000671 (mRNA) n/a (protein) n/a (mRNA) n/a (protein) Pubmed search [5] n/a
Алкохолдехидрогеназа 6 (клас V) Индентификатори Symbol ADH6 External IDs OMIM: 103735 EC number 1.1.1.1 Гена онтология Ортолози Човек Мишка Entrez 130 n/a Uniprot P28332 n/a Refseq NM_000672 (mRNA) n/a (protein) n/a (mRNA) n/a (protein) Pubmed search [6] n/a	Алкохолдехидрогеназа 7 (клас IV), мю или сигма полипетид Индентификатори Symbol ADH7 External IDs OMIM: 600086 EC number 1.1.1.1 Гена онтология Ортолози Човек Мишка Entrez 131 n/a Uniprot P40394 n/a Refseq NM_000673 (mRNA) n/a (protein) n/a (mRNA) n/a (protein) Pubmed search [7] n/a

Всеки димер съдържа два цинкови йона – Zn²⁺. Единият от двата йона във всеки димер е съществен за каталитичния процес, тъй като поддържа хидроксилната група на алкохола в подходяща за процеса ориентация.

Дрожди и бактерии

При дрождите и много бактерии алкохолдехидрогеназата е съществен ензим от ферментационния процес. Благодарение на нея ацеталдехидът, получен при редукцията на пируват, се отделя като етанол. Целта на тази стъпка е регенерацията на НАД⁺, важно съединение за окислителните етапи на гликолизата. Хората използват процеса на етанолна ферментация за получаването на алкохолни напитки от редица суровини.

Основната алкохолдехидрогеназа при дрожди е по-голяма по размери от човешката и се състои от четири, вместо от две субединици. Също съдържа цинкови йони в каталитичния си участък. Има известна хомология между ензимите от човек и дрожди.

Насекоми

При насекомите алкохолдехидрогеназата принадлежи към друг клас – тя не съдържа метални йони в активния си център, и се счита за нехомоложна на човешката и дрождовата.

Външни препратки

• PDB структури Архив на оригинала от 2008-05-17 в Wayback Machine. Триизмерни структури на различни алкохолдехидрогенази от Protein Data Bank.
• ExPASy Връзки към алкохолдехидрогеназите в Swiss-Prot
• BRENDA Архив на оригинала от 2006-07-13 в Wayback Machine. Информация и литература в BRENDA