Isositraattidehydrogenaasi

Nykymaailmassa Isositraattidehydrogenaasi:stä on tullut erittäin tärkeä ja kiinnostava aihe laajalle ihmisjoukolle. Isositraattidehydrogenaasi on kiinnittänyt yksilöiden ja organisaatioiden huomion maailmanlaajuisesti sen vaikutuksista yhteiskuntaan sen vaikutuksista talouteen ja henkilökohtaiseen tasoon. Monimutkaisuudellaan ja monimuotoisuudellaan Isositraattidehydrogenaasi on synnyttänyt keskustelua ja pohdiskelua eri aloilla, synnyttäen loputtomasti mielipiteitä ja lähestymistapoja aiheesta. Tässä artikkelissa tutkimme Isositraattidehydrogenaasi:n eri puolia ja sen vaikutusta jokapäiväiseen elämäämme erityisistä näkökulmista laajempiin näkökulmiin.

Malli Escherichia coli -bakteerin isositraattidehydrogenaasin rakenteesta sitoutuneena isositruunahappoon ja magnesiumioniin

Isositraattidehydrogenaasi on entsyymi, joka katalysoi isositruunahapon hapetusta ja dekarboksylaatiota, jolloin tuotteena muodostuu alfaketoglutaarihappoa. Isositraattidehydrogenaasi esiintyy eliöissä osana sitruunahappokiertoa.[1] Isositraattidehydrogenaasin EC-numero on 1.1.1.41[2].

Ominaisuudet ja toiminta

Ihmisen isositraattidehydrogenaasi on rakenteeltaan tetrameeri ja molekyylipainoltaan noin 238 kDa. Eukaryooteilla isositraattidehydrogenaasista on kaksi muotoa. Vain mitokondrioissa tavattava entsyymi, joka vaatii koentsyymikseen NAD+-molekyylin, ja mitokondrioissa ja sytosolissa esiintyvä isositraattidehydrogenaasi, joka käyttää koentsyyminään NADP+-molekyyliä. Isositraattidehydrogenaasi katalysoi ensimmäisessä vaiheessa isositruunahapon hapettamista oksalomeripihkahapoksi. Hapettimena reaktiossa toimii NAD+ tai NADP+, jotka pelkistyvät muodostaen NADH:ta tai NADPH:ta. Seuraavaan vaiheeseen entsyymi tarvitsee koentsyymikseen kahdenarvoisen metallikationin, joka on tyypillisesti joko magnesium- tai mangaani-ioni. Ionin tehtävänä on todennäköisesti polarisoida oksalomeripihkahapon ketoryhmä. Oksalomeripihkahaposta eliminoituu karboksyyliryhmä hiilidioksidina, minkä jälkeen muodostunut tyydyttymätön välituote vastaanottaa protonin muodostaen alfaketoglutaarihappoa.[1][3][4] Isositraattidehydrogenaasin katalysoiman reaktion Gibbsin energian muutos on -8,4 kJ/mol[3].

Kun eliöiden soluissa on runsaasti pelkistyspotentiaalia eli NADH:n pitoisuus on korkea ja soluissa on paljon ATP:tä, isositraattidehydrogenaasin toiminta inhiboituu. Sen sijaan ADP-molekyyli toimii entsyymin allosteerisena aktivoijana. Myös kalsiumionit aktivoivat entsyymiä. Nisäkkäillä isositraattidehydrogenaasin säätelymekanismit ovat ainoastaan allosteerisia.[1][3][5] Sen sijaan Escherichia coli -bakteerilla entsyymiä säädellään myös kovalenttisesti. Kolibakteerilla on isositraattidehydrogenaasikinaasientsyymi, joka siirtää fosfaattiryhmän ATP-molekyyliltä isositraattidehydrogenaasin katalyyttisesti ja rakenteellisesti tärkeille seriiniaminohapoille. Tämä fosforyloiminen inhiboi isositraattidehydrogenaasin toiminnan.[6]

Lähteet

  1. ↑ a b c Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko & Lubert Stryer: Biochemistry, 6th Edition, s. 485, 492. W. H. Freeman and Company, 2006. ISBN 978-0-7167-8724-2 (englanniksi)
  2. ↑ EC 1.1.1.41 - isocitrate dehydrogenase (NAD+) Brenda. Viitattu 8.1.2014. (englanniksi)
  3. ↑ a b c Reginald Garrett, Charles M. Grisham: Biochemistry, s. 621, 634. Cengage Learning, 2012. ISBN 978-1133106296 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 8.1.2014. (englanniksi)
  4. ↑ John McMurry & Tadhg P. Begley: The organic chemistry of biological pathways, s. 190. Roberts and Company Publishers, 2005. ISBN 978-0974707716 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 8.1.2014. (englanniksi)
  5. ↑ Richard A Harvey, Denise R Ferrier: Lippincott's Illustrated Reviews: Biochemistry, s. 112. Lippincott Williams & Wilkins, 2010. ISBN 978-1-60831-412-6 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 8.1.2014. (englanniksi)
  6. ↑ G. N. Cohen: Microbial Biochemistry, s. 88. Springer, 2010. ISBN 978-90-481-9436-0 Kirja Googlen teoshaussa Viitattu 8.1.2014. (englanniksi)

Aiheesta muualla